Het woord ‘fotosynthese’ valt nauwelijks of niet in de media, maar het feit dat planten via fotosynthese CO2 opnemen en daarmee de opwarming van de aarde tegengaan, is wél heel actueel. De klimaatverandering is namelijk bijna dagelijks nieuws ergens in de wereld. Dit thema maakt je hopelijk nog meer bewust van het enorme belang van planten voor het leven op aarde, met fotosynthese als uitgangspunt.
3 Dek de schaaltjes af met doorzichtige plastic folie, om te voorkomen dat de wattenbodem uitdroogt.
4 Plaats gedurende twee weken schaaltje A in het donker en schaaltje B in het licht. Zorg ervoor dat de temperatuur in beide situaties hetzelfde is.
WAT GEBEURT ER?
TIJDSVERLOOP
drie tot vier dagen
twee weken
SCHAALTJE A (DONKER)
De zaadjes zijn gekiemd.
Verklaring:
• De stengels zijn SLAP / STEVIG.
• De blaadjes zijn GROEN / GEEL gekleurd.
Verklaring:
Door
wordt de normale groei afgeremd en kan er geen groene kleurstof in de bladeren worden aangemaakt. De slappe stengels zijn het gevolg van de afgeremde groei.
HOE ZIT DAT?
Een plant heeft licht nodig om te groeien.
SCHAALTJE B (LICHT)
De zaadjes zijn gekiemd.
• De stengels zijn SLAP / STEVIG.
• De blaadjes zijn GROEN / GEEL gekleurd.
Verklaring:
Door
kunnen de plantjes goed groeien en groene kleurstof in de bladeren aanmaken.
VERSCHIL TUSSEN A EN B?
ja nee
Er is een verband tussen licht, de groene kleurstof in de bladeren van een plant, en de groei van die plant. Hoe komt dat?
We zoeken het uit!
ja nee
OPDRACHT 1
Beantwoord de vragen.
1 Is een suikermolecule (bv. een glucosemolecule) een voedingsstof of een voedingsmiddel?
2 Wat is de belangrijkste functie van een suikermolecule voor een organisme? brandstof bouwstof beschermstof
Binnen de cel vindt er een stofomzetting plaats, waarbij zuurstofgas reageert met glucose en waarbij er productie van energie, waterdamp en koolstofdioxide is.
glucose + zuurstofgas (O2) → koolstofdioxide (CO2) + water (H2O) + NH2 N ON OHOH
1 Hoe noem je dat trage verbrandingsproces in de cel?
fosfaat (Pi )
2 Tijdens die stofomzetting is er ook energieomzetting. Geef twee voorbeelden van energievormen waarin de chemische energie in glucose kan worden omgezet.
chemische energie wordt omgezet in
OPDRACHT 3
Wat weet je nog over de drie grote groepen in een voedselkringloop?
1 Markeer de organismen die hun eigen energierijke voedingsstoffen aanmaken, zonder andere organismen op te eten.
PRODUCENTEN / CONSUMENTEN / REDUCENTEN
2 Noteer een concreet voorbeeld van zo’n organisme.
3 Vervolledig het schema. Kies uit: producenten – mineralen –reducenten – consumenten
X Op vind je meer oefeningen om je kennis op te frissen.
Hoe voeden producenten zich?
In de natuur heerst de wet van ‘eten en gegeten worden’. Consumenten halen hun voedingsstoffen immers bij andere organismen. Dat kun je duidelijk vaststellen bij elke voedselketen. Omdat producenten, zoals planten, de eerste schakel van de voedselketen zijn, moeten ze op een andere manier aan voedingsstoffen komen.
Hoe dat gebeurt, leer je in dit hoofdstuk.
LEERDOELEN
Je kunt al:
L een voedselkringloop herkennen en beschrijven;
L het verschil uitleggen tussen een glucosemolecule en een zetmeelmolecule;
2 Teken pijlen op de afbeelding, zodat de betekenis van een voedselkringloop duidelijk wordt.
3 Pissebedden, regenwormen en miljoenpoten eten resten van dode planten en dieren.
Die groep van dieren vind je ook altijd terug in een voedselkringloop.
Wat is de naam van die groep?
herbivoren of planteneters
carnivoren of vleeseters
omnivoren of alleseters
detrivoren of afvaleters
4 Je leerde dat organismen energierijke voedingsstoffen, zoals koolhydraten (onder andere glucose en zetmeel), vetten en eiwitten, nodig hebben om te groeien en zich in stand te houden.
a Welke drie algemene functies oefenen die voedingsstoffen uit?
Leid de functies af uit de afbeeldingen.
OPDRACHT 4 (VERVOLG)
b Welk van die drie functies past het best bij de koolhydraten?
c Planten nemen mineralen op. Dat kun je ook afleiden uit de voedselkringloop.
Welk van de drie afgebeelde functies past zeker niet bij mineralen?
d Zijn mineralen energierijke of energiearme voedingsstoffen?
energierijke voedingsstoffen
energiearme voedingstoffen
e Welke groep organismen hoeft zich niet te voeden met andere organismen, omdat ze hun energierijke voedingsstoffen zelf kunnen maken?
Alle organismen hebben energierijke stoffen, zoals koolhydraten (onder andere glucose en zetmeel), eiwitten en vetten, nodig om te groeien en te overleven.
Die stoffen zijn noodzakelijk als brandstof, bouwstof of beschermstof
Sommige organismen hoeven zich niet te voeden met andere organismen om aan die energierijke stoffen te komen, omdat ze die stoffen zelf kunnen maken. Zulke organismen noem je autotrofe organismen. Alle producenten uit de voedselkringloop zijn autotroof.
Planten zijn de bekendste autotrofen, maar algen in zoetwater en in de oceanen zijn minstens even belangrijke producenten.
Afb. 3 Niet alleen planten op het land, maar ook algen in een vijver (A) en wieren in een oceaan (B) zijn producenten en dus autotroof.
Mineralen zijn energiearme stoffen. Toch zijn ze voor de producenten onmisbaar als bouwstoffen of beschermstoffen. Planten nemen met hun wortels mineralen samen met water op uit de bodem.
• 6 % fosforzuuranhydride (P2O5), oplosbaar in water en in neutraal ammoniumcitraat
• 11 % dikaliumoxide (K2O), oplosbaar in water
• 2,5 % magnesiumoxide (MgO), waarvan 2 % oplosbaar in water
• 19 % zwaveltrioxide (SO3), waarvan 16 % oplosbaar in water
• 0,02 % boor (B)
• 0,06 % ijzer (Fe)
• 0,01 % zink (Zn)
Organismen die zich moeten voeden met andere organismen of met afvalmateriaal van andere organismen om aan energierijke voedingsstoffen te komen, noem je heterotrofe organismen. Alle consumenten en reducenten uit de voedselkringloop zijn heterotroof.
Organismen hebben energierijke stoffen nodig als brandstof, bouwstof of beschermstof.
Autotrofe organismen maken hun energierijke stoffen zelf. Alle producenten zijn autotroof.
De voedselkringloop toont aan dat mineralen noodzakelijke voedingsstoffen zijn voor producenten.
Mineralen zijn energiearme stoffen die belangrijk zijn als bouwstof en beschermstof.
Heterotrofe organismen moeten zich voeden met andere organismen of met afvalmateriaal van andere organismen om aan energierijke voedingsstoffen te komen.
Consumenten en reducenten zijn heterotroof.
X Maak oefening 1 en 2 op p. XXX.
Afb. 4 Meststof bevat verschillende mineralen die de groei en het herstel van gras stimuleren.
Afb. 5 Planteneters (koe) en vleeseters (buizerd) – allebei consumenten – zijn heterotroof.
2 Glucose en zetmeel als brandstof voor de plant
2.1
Het verband tussen glucose en zetmeel
OPDRACHT 5
Vorig schooljaar leerde je hoe zetmeel uit plantaardige voedingsmiddelen, zoals aardappelen of bananen, wordt verteerd. Afbeelding XXX stelt schematisch voor wat het resultaat is van de vertering van een zetmeelmolecule.
Leid daaruit af wat het verband is tussen glucose en zetmeel. Afb. 6 na vertering zetmeelmolecule
De term ‘fotosynthese’ is opgebouwd uit twee woorden die afkomstig zijn uit het Grieks: ‘foto’ staat voor ‘licht’, en ‘synthese’ staat voor ‘aanmaken’.
Tijdens de fotosynthese maakt een plant glucosemoleculen. Sommige van die moleculen verbruikt de plant onmiddellijk als energiebron (brandstof). Als de plant meer glucosemoleculen produceert dan direct nodig als energiebron, dan worden de glucosemoleculen aan elkaar geschakeld tot zetmeelmoleculen. Daarbij ontstaan er ook watermoleculen. Zetmeel is een reservesuiker bij planten en dus ook een energiereserve
zetmeelmolecule na fotosynthese + watermoleculen
7 Glucosemoleculen worden aaneengeschakeld tot een zetmeelmolecule (reservesuiker).
Zetmeel wordt tijdelijk opgeslagen in de bladeren of voor langere tijd in verdikte plantendelen (zoals wortels of stengels) of in vruchten (zoals banaan) en zaden (zoals maïs).
Afb. 8 In cellen van de aardappel (een stengelknol) wordt veel zetmeel opgeslagen.
Afb.
2.2
Sommige plantaardige cellen slaan grote hoeveelheden zetmeel op in zetmeelkorrels.
Als een plant tijdelijk niet of onvoldoende aan fotosynthese kan doen en dus geen glucose als directe energiebron ter beschikking heeft, kunnen zetmeelmoleculen opnieuw worden omgezet tot afzonderlijke glucosemoleculen. Daarvoor zijn er ook watermoleculen nodig.
Bij opkomende paaslelies wordt bijvoorbeeld het reservezetmeel omgezet in glucose voor het groeiproces in en uit de bol, die zich in de bodem bevindt. De plant kan dan niet aan fotosynthese doen. Wanneer de plant de brandstof glucose verbruikt om de eerste bladeren te laten groeien, komt er warmte vrij, waardoor de sneeuw rondom de plant smelt.
De aanwezigheid van glucose en zetmeel in een plant aantonen
OPDRACHT 6
Je experimenteerde eerder met diastix en lugoloplossing om glucose en zetmeel op te sporen. Hoe veranderen die opsporingsmiddelen, ook ʻverklikkersʼ of ʻindicatorenʼ genoemd, van kleur na contact met een glucoseoplossing en een zetmeeloplossing? Bekijk de afbeelding en vul de tabel in.
lugoloplossing
zetmeeloplossing
Afb. 12 zetmeel opsporen met een lugoloplossing
OPSPORINGSMIDDELBEGINKLEUR
diastix glucoseoplossing
Afb. 13 glucose opsporen met diastix
zetmeel
diastix blauwgroen glucose
Demovideo VIDEO
Afb. 9 Een microfoto van zetmeelkorrels uit aardappelcellen. Zetmeelkorrels zijn celdelen vol zetmeelmoleculen.
Afb. 10 een plantaardige cel
Afb. 11 opkomende paaslelies
OPDRACHT 7
ONDERZOEK
ONDERZOEKSVRAAG
Hoe kun je de aanwezigheid van glucose in een groen blad aantonen?
HYPOTHESE
Formuleer je hypothese.
BENODIGDHEDEN
geraniumplant met groene bladeren
schaar
platte tang
diastix
WERKWIJZE
1 Pluk een goed belicht groen blad van een geraniumplant.
2 Rol het blad fijn op en knip het opgerolde blad door.
3 Nijp met een platte tang vlak achter het snijvlak, zodat het sap in het blad naar buiten wordt geperst.
4 Laat het teststrookje van de diastix contact maken met het sap van het blad.
WAARNEMING
1 Zie je een kleurverandering op het teststrookje? JA / NEE
2 Zo ja, welke?
Formuleer je besluit.
Kwam je hypothese overeen met je besluit?
Afb. 14 een geranium (Pelargonium)
OPDRACHT 8
ONDERZOEK
Nu je weet dat er glucose aanwezig is in goed belichte groene bladeren, kun je onderzoeken of er ook zetmeel aanwezig is in die groene bladeren. Afbeelding XXX toont schematisch de belangrijkste stappen in het onderzoek.
ONDERZOEKSVRAAG
Welke onderzoeksvraag past het best bij dit onderzoek? Duid aan.
Hoe maakt een plant zetmeel in de bladeren?
Hoeveel zetmeel produceert een blad?
Wat heeft een blad nodig om zetmeel te maken?
Hoe kun je aantonen of een blad zetmeel maakt?
Is er zetmeel aanwezig in een blad?
Hoe kun je aantonen dat er zetmeel aanwezig is een groen blad?
1 Ontkleur het blad volgens het stappenplan op afbeelding XXX.
2 Leg het ontkleurde blad in een petrischaal.
3 Overgiet het blad met een lugoloplossing.
WAARNEMING
1 Welke kleur heeft lugol in het flesje?
2 Welke kleur heeft het blad na de lugoltest?
BESLUIT
Formuleer je besluit.
STAP 2
Leg het blad een tiental seconden in kokend water.
STAP 3
Ontkleur het blad in kokende alcohol.
STAP 4
Dompel het blad in koud water.
Kwam
REFLECTIE
hypothese
STAP 5
Overgiet het blad in een petrischaal met een lugoloplossing.
Producenten, zoals planten, maken tijdens de fotosynthese glucosemoleculen. Glucose is voor alle organismen een belangrijke energiebron
Als er meer glucose wordt geproduceerd dan de plantencel onmiddellijk nodig heeft als brandstof, dan wordt het overschot aan glucosemoleculen aan elkaar geschakeld tot zetmeelmoleculen. (Daarbij ontstaan er ook watermoleculen.)
Zetmeel is een reservebrandstof voor de plant.
Als een plant tijdelijk niet of onvoldoende aan fotosynthese kan doen en dus geen glucose als directe energiebron ter beschikking heeft, kunnen zetmeelmoleculen opnieuw worden omgezet tot afzonderlijke glucosemoleculen. (Daarvoor zijn er ook watermoleculen nodig.)
Met de opsporingsmiddelen diastix (voor glucose) en lugoloplossing (voor zetmeel) toon je aan dat er in een plant zowel glucose als zetmeel voorkomt.
X Maak oefening 3 op p. XXX.
OPDRACHT 9 DOORDENKER
Zowel glucosemoleculen als zetmeelmoleculen zijn brandstoffen voor de plant. Toch is er een verschil in energielevering voor de plant. Verklaar.
3 Voorwaarden voor fotosynthese
Je weet al dat zetmeel in een plant het gevolg is van een aaneenschakeling van glucosemoleculen, die gemaakt zijn tijdens de fotosynthese.
Als een plant niet aan fotosynthese kan doen, zal ze geen glucose maken en dus ook geen zetmeel. Die kennis komt goed van pas tijdens de volgende onderzoeken, waarin je nagaat wat een plant nodig heeft om aan fotosynthese te doen.
Het belang van licht voor fotosynthese
OPDRACHT 10
ONDERZOEK
Afbeelding XXX toont enkele stappen in het onderzoek naar de invloed van licht op de aanmaak van zetmeel.
ONDERZOEKSVRAAG
Welke onderzoeksvraag past het best bij dit onderzoek? Duid aan.
Afb. 18 plantencellen met bladgroenkorrels in het cytoplasma
OPDRACHT 11
ONDERZOEK
Bladgroen is een groene kleurstof die zorgt voor de groene kleur van bladeren. Bladgroen bevindt zich in de bladgroenkorrels van sommige plantencellen.
Bladgroen komt niet voor bij de meeste consumenten en reducenten.
Onderzoek of bladgroen noodzakelijk is voor fotosynthese.
ONDERZOEKSVRAAG
Wat is het belang van bladgroen voor de fotosynthese?
HYPOTHESE
Ik denk dat
BENODIGDHEDEN
ontkleurd groen-wit blad
lugoloplossing
WERKWIJZE
Stappenplan blad ontkleuren
1 Neem een groen-wit blad (A). Ontkleur het volgens het stappenplan uit de vorige onderzoeken.
2 Doe de lugoltest op het blad.
19 A een groen-wit blad voor de lugoltest B het resultaat van het ontkleurde blad na de lugoltest
Afb.
OPDRACHT 11 (VERVOLG)
WAARNEMING
ONDERZOEK
1 Waar precies vindt er een kleurverandering van de lugoloplossing plaats?
2 Formuleer een verklaring waarin je de volgende termen gebruikt.
bladgroen – glucose – fotosynthese – zetmeel
BESLUIT
Formuleer je besluit.
REFLECTIE
Kwam je hypothese overeen met je besluit?
WEETJE
Aan het einde van de zomer verkorten de dagen en vermindert de hoeveelheid licht die door bladgroen in de bladgroenkorrels kan worden opgevangen. Daardoor worden de bladgroenkorrels geleidelijk aan vervangen door kleurstofkorrels met rode, oranje of gele pigmenten (kleurstoffen).
Dat veroorzaakt de mooie herfstkleuren.
Afb. 20
Het belang van koolstofdioxide (CO2) voor fotosynthese
OPDRACHT 12
ONDERZOEK
Je weet al dat uitgeademde lucht koolstofdioxide (CO2) bevat. Omdat uitgeademde lucht deel uitmaakt van de omgevingslucht, is er ook koolstofdioxide aanwezig in de omgevingslucht. Zoek uit wat het belang is van die koolstofdioxide in de omgevingslucht.
ONDERZOEKSVRAAG
Wat is het belang van koolstofdioxide voor fotosynthese?
HYPOTHESE
BENODIGDHEDEN
twee dezelfde planten
doorschijnende plastic zak
elastiek
CO2-absorberende korrels
lugol
WERKWIJZE
1 Zet een schaaltje met CO2-absorberende korrels op de grond van een van de planten (plant B). Die korrels nemen CO2 op uit de lucht.
2 Doe een doorschijnende plastic zak rond plant B en maak hem vast met het elastiek.
3 Zet plant A en plant B op dezelfde goed verlichte plaats en geef de planten voldoende water.
4 Pluk na een tweetal dagen een blad van plant A en plant B. Ontkleur de bladeren.
1 Nadat je lugol hebt toegevoegd, zie je dat de lugol in blad A
2 Nadat je lugol hebt toegevoegd, zie je dat de lugol in blad B
BESLUIT
Formuleer je besluit.
REFLECTIE
Vul in of markeer het juiste woord.
Plant A heeft uit de omgevingslucht opgenomen. Dat gas is nodig om aan te doen. Dat betekent dat plant A heeft geproduceerd en vervolgens daarmee heeft gemaakt.
Plant B heeft door de absorberende korrels geen uit de omgevingslucht kunnen opnemen. Daardoor kon de plant WEL / NIET aan doen. In de bladeren werd er geen gemaakt en daardoor ook geen .
Afb. 23
Afb. 24
Omdat mineralen opgelost zijn in het water dat de wortels opzuigen, zeg je ook dat de opgenomen mineralen opgeloste stoffen zijn.
Om glucose te maken, heeft een plant niet alleen koolstofdioxide nodig, maar ook water. De plant neemt water op uit de bodem via de wortels.
Het is niet alleen voor de fotosynthese dat een plant water moet opnemen. Zonder water kunnen de wortels ook geen mineralen opnemen. Sommige van die mineralen heeft de plant nodig om bladgroen in de bladgroenkorrels te maken. Vandaar dat bij een langdurig watertekort en een tekort aan mineralen het bladgroen uit de bladeren verdwijnt en de bladeren een gele kleur krijgen.
Afb. 25 kleurverandering bij bladeren door een gebrek aan water en mineralen
Om aan fotosynthese te doen, heeft een plant het volgende nodig:
• licht (lichtenergie, een vorm van stralingsenergie);
• bladgroen, een groene kleurstof in de bladgroenkorrels;
• koolstofstofdioxide (CO2);
• water.
Water is niet alleen nodig om samen met koolstofdioxide glucose te maken. Het is ook nodig om mineralen te kunnen opnemen. Sommige mineralen zijn noodzakelijk om bladgroen te maken
X Maak oefening 6 tot en met 12 op p. XXX.
4 Vorming van zuurstofgas (O2) tijdens fotosynthese
Tijdens fotosynthese wordt er niet alleen glucose gevormd, maar ook zuurstofgas. Dat kun je duidelijk waarnemen bij waterplanten zoals waterpest. Als waterpest voldoende licht krijgt, ontsnappen er voortdurend zuurstofgasbelletjes uit de blaadjes.
Afb. 26 Waterpestplantjes in een aquarium worden belicht met een lamp. De gasbelletjes wijzen op de productie van zuurstofgas. Daardoor kunnen vissen en andere waterorganismen overleven. Als je de lamp verwijdert, verdwijnen de gasbelletjes.
Afb. 27 Een kikkerlarve vindt tussen waterpest niet alleen bescherming, maar ook veel zuurstofgas.
5 Schematisch overzicht van het fotosyntheseproces
OPDRACHT 13
Beantwoord de vragen.
1 Vervolledig de schematische voorstelling van het fotosyntheseproces op afbeelding XXX.
Afb. 28 een schematische voorstelling van het fotosyntheseproces in de bladgroenkorrels
2 Welke celdelen zijn aangeduid op afbeelding XXX?
Noteer elk cijfer bij het passende celdeel.
Noteer elk cijfer bij het passende celdeel. CELDEEL
celwand
bladgroenkorrels celmembraan
3 In het cytoplasma komen er niet alleen bladgroenkorrels en mitochondriën voor, maar ook korrels die een tijdelijke opslag van chemische energie zijn.
a Hoe noem je die korrels, die (donker)paars kleuren in contact met een lugoloplossing?
b Duid zo'n korrel aan als nummer 8 op de afbeelding.
Je weet al dat de aanwezigheid van bladgroenkorrels een van de noodzakelijke voorwaarden is voor plantencellen om aan fotosynthese te doen.
Bladgroenkorrels kun je voorstellen als kleine fabriekjes in de plantencel, waarin bepaalde stoffen worden geproduceerd.
Om aan fotosynthese in de bladgroenkorrel te doen, heeft een plant water, koolstofdioxide en (zon)licht nodig. Tijdens het fotosyntheseproces worden de energierijke stof glucose en zuurstofgas gevormd.
WEETJE
Het fotosyntheseproces vormt voor een plant de basis om glucose aan te maken. Van daaruit kan een plant door stofomzettingen ook andere stoffen maken, zoals vetten, eiwitten en bladgroen.
Bij die stofomzettingen spelen de opgenomen mineralen een rol. Om bijvoorbeeld eiwit- en bladgroenmoleculen aan te maken, heeft een plant specifieke mineralen nodig, die ze uit de bodem moet opnemen. Als die mineralen afwezig zijn of als er een tekort aan die mineralen is, leidt dat tot slechte groei (door een gebrekkige eiwitopbouw) en gele bladeren (door een gebrekkige bladgroenvorming).
lichtenergie zuurstofgas
FOTOSYNTHESE in bladgroenkorrels glucose onder andere eiwitten en bladgroen
De aangeduide delen op afbeeldingen XXX en XXX zijn de organen van de plant. Noteer de namen van die organen naast het passende nummer in de tabel.
Afb. 30 herderstasje (schematisch)
Functie van de wortels bij fotosynthese
OPDRACHT 16
ONDERZOEK
Je weet al dat water noodzakelijk is voor fotosynthese en dat mineralen dat onrechtstreeks ook zijn. Een plant gebruikt haar wortels om water en mineralen uit de bodem op te nemen.
Die functie kun je aantonen met het volgende onderzoek.
ONDERZOEKSVRAAG
Stel zelf een gepaste onderzoeksvraag bij het experiment.
Afb. 37 De witte bloem van een vlijtig liesje is verkleurd doordat de plant een eosineoplossing heeft opgenomen.
Wortels hebben meerdere functies voor de plant:
• de plant stevig vastzetten in de bodem;
• water en opgeloste stoffen (mineralen) opnemen uit de bodem en doorsturen naar de stengel (belangrijk voor fotosynthese);
• reservestoffen (zoals zetmeel) opslaan.
De wortels zijn aangepast om water en mineralen op te nemen. Als je met een loep naar een kiemplantje van waterkers kijkt, zie je op de hoofdwortel heel fijne, wollige uitstulpingen of wortelhaartjes. Bij volgroeide planten komen die wortelhaartjes alleen nog dicht bij de worteltoppen van de wortels voor.
Het zijn de wortelhaartjes die het water en de opgeloste stoffen (mineralen) opnemen. Die uitstulpingen vergroten het opnameoppervlak van de wortel.
B
Afb. 36 A de delen van een wortel B een uitvergroting van één wortelhaar zijwortel wortelhaartjes worteltop wortelhaar hoofdwortel
Afb. 35 wortelhaartjes bij een waterkersplantje
Een stengelknol is een ondergrondse verdikte stengel die dienstdoet als opslagplaats voor reservevoedsel.
Stengels hebben meerdere functies voor de plant:
• bladeren en bloemen dragen;
• stoffen transporteren van de wortel naar de bladeren (belangrijk voor fotosynthese), of omgekeerd;
• reservevoedsel opslaan (in stengelknollen zoals aardappelen).
38
de stengel aan.
Afb. 39 Glucose in de bladeren van de aardappelplant wordt via de bovengrondse stengels getransporteerd naar de stengelknollen onder de grond. Daar wordt glucose omgezet in zetmeel.
De stengel is aangepast om stoffen te transporteren. In de stengel bevinden zich lange, dunne buisjes die van de wortels tot in de bladeren (en de bloemen) lopen. Er zijn buisjes om water en mineralen vanuit de wortel tot in de bladeren te vervoeren. Andere buisjes transporteren water en energierijke stoffen, zoals glucose, van de bladeren naar alle andere delen van de plant (zoals stengelknollen).
Afb. 40 een schematische voorstelling van het transport van stoffen in een plant
water en mineralen
water en energierijke stoffen
Stofomzetting van glucose naar zetmeel en terug
Overdag worden er in de bladeren heel wat glucosemoleculen omgezet in zetmeel, dat tijdelijk in zetmeelkorrels wordt opgeslagen. 's Nachts wordt zetmeel (onoplosbaar in water) weer omgezet in glucosemoleculen (wel oplosbaar in water). De opgeloste suiker wordt vervolgens vervoerd naar onder andere stengelknollen, waar glucose weer kan worden omgezet in zetmeel, als energiereserve van de plant.
Afb.
Twee verkleurde stengels van selder tonen het transport van water en kleurstoffen in
WEETJE
Functie van de bladeren bij fotosynthese
Hoewel alle groene delen van planten die bladgroenkorrels bevatten, aan fotosynthese doen, wordt veruit de meeste glucose in de bladeren gemaakt.
De bladeren zijn op verschillende manieren aangepast om aan fotosynthese te doen:
• Ze beschikken over heel veel bladgroenkorrels.
• Bladnerven transporteren water en opgeloste stoffen naar de cellen met bladgroenkorrels.
• Door hun grote bladoppervlak kunnen ze veel licht opvangen.
• Ze hebben huidmondjes aan de onderkant van de bladschijf.
Afbeelding XXX toont enkele openingen aan de onderkant van het blad. Die openingen noem je huidmondjes. Rond elke opening liggen er twee sluitcellen, die door vervorming de opening regelen.
onderkant van de bladschijf
bladnerven bladsteel
gesloten huidmondje open huidmondje twee sluitcellen bovenkant van de bladschijf B A
Afb. 41 Door vervorming van de sluitcellen kan een huidmondje worden geopend of gesloten.
1 Welke twee functies van een huidmondje kun je afleiden uit afbeelding XXX?
Duid aan.
gasuitwisseling
wateropname
verdamping
2 Waarom liggen de huidmondjes aan de onderkant van het blad, en niet aan de bovenkant?
OPDRACHT 19 DOORDENKER
Een huidmondje doet zelf niet aan fotosynthese, maar is wel nuttig bij de fotosynthese. Verklaar.
• water (en mineralen) doorsturen naar de stengel en de bladeren
• water (en mineralen) transporteren van de wortel naar de bladeren
• energierijke stoffen transporteren van de bladeren naar alle delen van de plant
AANPASSING
Wortelhaartjes vergroten het opnameoppervlak van de wortel.
bladeren
• licht opvangen
• koolstofdioxide (CO2) opnemen
• glucose aanmaken
• zetmeel aanmaken
• zuurstofgas (O2) en water (H2O) afgeven
Er zijn twee soorten lange, dunne transportbuisjes:
• buisjes voor transport van de wortel naar de bladeren;
• buisjes voor transport van de bladeren naar alle andere delen van de plant.
• Bladoppervlak: hoe groter het oppervlak, hoe meer licht een blad kan opnemen en hoe groter het aantal cellen met vele bladgroenkorrels
• Huidmondjes om CO2 op te nemen en om O2 en H2O af te geven. Een huidmondje kan worden geopend of gesloten door vervormingen van de twee sluitcellen die rond de opening zitten.
X Maak oefening 13 en 14 op p. XXX.
7 Stofomzetting, energieomzetting en stofuitwisseling bij fotosynthese
OPDRACHT 20
Net zoals mitochondriën zijn bladgroenkorrels fabriekjes in cellen. Daar vinden stofomzettingen plaats. Die stofomzettingen gaan gepaard met energieomzettingen. Vul de schema’s aan en markeer de juiste antwoorden.
1 SCHEMA A: glucose + + +
Die stofomzetting vindt plaats tijdens de CELADEMHALING / FOTOSYNTHESE in de MITOCHONDRIËN / BLADGROENKORRELS.
De energieomzetting bij schema A: energie energie
wordt omgezet in
2 SCHEMA B: koolstofdioxide + +
Die stofomzetting vindt plaats tijdens de CELADEMHALING / FOTOSYNTHESE in de MITOCHONDRIËN / BLADGROENKORRELS.
Bladgroenkorrels produceren glucose en zuurstofgas tijdens de fotosynthese.
Die producten zijn de brandstoffen die mitochondriën nodig hebben voor de celademhaling. Mitochondriën produceren tijdens de celademhaling water en koolstofdioxide. Dat zijn dan weer de grondstoffen voor de fotosynthese in de bladgroenkorrels.
Bij een stofomzetting vindt er een herschikking van de atomen in de moleculen plaats. Daardoor ontstaan er nieuwe moleculen. Afbeelding XXX toont hoe er bij fotosynthese uit de herschikking van de atomen in de moleculen van CO2 en H2O nieuwe moleculen glucose en zuurstofgas ontstaan – een andere combinatie van atomen dus.
Daarbij vindt de volgende energieomzetting plaats: lichtenergie → chemische energie in glucose
2 Noteer op de afbeelding de namen van de stoffen die worden uitgewisseld.
fotosynthese in de bladgroenkorrel
Afb. 43 een schematische voorstelling van stofuitwisseling ter hoogte van het blad bij fotosynthese water en mineralen water en energierijke stoffen huidmondje
Tijdens fotosynthese vindt er stofomzetting, energieomzetting en stofuitwisseling plaats.
• Stofomzetting: Er is een herschikking van de atomen van de moleculen koolstofdioxide en water. Door een nieuwe combinatie van atomen ontstaan er nieuwe moleculen: glucose en zuurstofgas. water → glucose + zuurstofgas
• Energieomzetting:
Lichtenergie is nodig om uit de energiearme stoffen koolstofdioxide en water de energierijke stof glucose te maken. Lichtenergie wordt daarbij omgezet in chemische energie lichtenergie → chemische energie
• Stofuitwisseling: Via de huidmondjes komt er koolstofdioxide IN en zuurstofgas UIT het blad.
X Maak oefening 15 tot en met 18 op p. XXX.
Proces fotosynthese
Je kunt het proces van fotosynthese als volgt voorstellen:
Afb. 44 een schematische weergave van het fotosyntheseproces
Met maken
glucosemoleculen uit en water. Een deel van de gevormde glucose wordt omgezet in , dat in delen van de plant kan worden opgeslagen als energiereserve. Bladgroenkorrels zijn de fabriekjes van de fotosynthese.
Er gebeuren verschillende omzettingen tijdens fotosynthese.
speciale transportbuisjes voor transport van water en mineralen van de wortels naar de bladeren
dwarsdoorsnede van de wortel
wortelharen opname van water en mineralen
45 een schematische voorstelling van de functies van plantenorganen tijdens fotosynthese
speciale transportbuisjes voor transport van energierijke stoffen (glucose, zetmeel …) van de bladeren naar alle andere plantendelen
dwarsdoorsnede van de stengel
stengelknol opslag van reservestoffen, zoals zetmeel
Zowel de wortel, de stengel als de bladeren maken het transport van stoffen binnen de plant en daardoor ook de fotosynthese mogelijk:
• De nemen water en op. Die uitstulpingen vergroten het opnameoppervlak van de wortel.
• Buisjes in de stengel vervoeren water en mineralen van de wortel naar
Andere buisjes vervoeren energierijke stoffen van de bladeren naar .
• Bladeren nemen licht op en beschikken over . Onderaan het blad bevinden er zich . De sluitcellen zorgen ervoor dat ze kunnen opnemen en water en kunnen afgeven.
Afb.
Welke organismen moeten zich voeden met andere organismen of met afvalmateriaal van andere organismen om aan energierijke voedingsstoffen te komen?
producenten
consumenten
reducenten
De onderstaande afbeeldingen tonen autotrofe en heterotrofe organismen.
Motiveer waarom de organismen autotroof of heterotroof zijn.
Op de onderstaande afbeelding zie je vijf bakken die afgesloten zijn van de lucht en die evenveel water en waterpest bevatten. (Opgelet: in bak A zit er geen waterpest.)
Bakken A, B en C staan al enkele dagen in het licht. Bakken D en E staan al even lang in het donker.
In bakken A, C en E is er ook visvoer toegevoegd voor de vis.
a In welke bak bevindt zich de kleinste hoeveelheid koolstofdioxide in het water?
Markeer de juiste letter.
A / B / C / D / E
b Leg je keuze uit.
c In welke bak bevindt zich de grootste hoeveelheid koolstofdioxide in het water?
Markeer de juiste letter.
A / B / C / D / E
d Leg je keuze uit.
Op afbeelding XXX zie je twee glazen die gevuld zijn met een verschillende vloeistof. In elk glas zit een takje waterpest.
Glas A bevat leidingwater, glas B een mengsel van spuitwater en leidingwater.
a In welk glas zal de fotosynthese het meest intens zijn? Waarom?
Glucosevorming is het resultaat van een stofomzetting.
Leg uit.
Door fotosynthese maken planten glucose, een energierijke stof.
Toch gebruiken planten daarvoor alleen energiearme stoffen.
a Welke stoffen zijn dat?
b Van waar komt dan die energie in glucose?
Zijn de volgende beweringen juist of fout?
Kruis het antwoord aan in de tabel.
Als een cel tijdens de fotosynthese stralingsenergie opneemt en zuurstofgas afgeeft, is dat een voorbeeld van stofuitwisseling.
Als een cel na de fotosynthese glucose omzet in zetmeel, is dat een voorbeeld van stofuitwisseling.
Als een cel tijdens de fotosynthese koolstofdioxide opneemt uit haar omgeving en zuurstofgas afgeeft aan haar omgeving, is dat een voorbeeld van stofuitwisseling.
Om aan fotosynthese te doen, neemt een cel met bladgroenkorrels zuurstofgas op uit haar omgeving en geeft ze koolstofdioxide af aan haar omgeving. Dat is een voorbeeld van stofuitwisseling.
` Meer oefenen? Ga naar
JUISTFOUT
Wat is het belang van fotosynthese voor het leven op aarde?
Voor de meeste organismen is het leven op aarde niet mogelijk zonder fotosynthese, om verschillende redenen. Fotosynthese ligt aan de basis van de voedselproductie. Het maakt ook zuurstofgas vrij, zodat celademhaling mogelijk is. Bovendien is fotosynthese een middel tegen klimaatopwarming en de overstromingen die daar een gevolg van zijn.
Hoe fotosynthese bij dat alles een rol speelt, kom je te weten in dit hoofdstuk.
LEERDOELEN
Je kunt al:
L omschrijven wat fotosynthese is;
L de stofomzetting bij fotosynthese schematisch voorstellen;
Je leert nu:
L het belang van fotosynthese voor de voedselvoorziening op aarde uitleggen;
2 Bekijk afbeeldingen XXX en XXX. Leg uit waarom een duif voor zijn energierijke voedingsstoffen rechtstreeks afhankelijk is van de fotosynthese van planten, en een sperwer onrechtstreeks afhankelijk. Vul de zinnen aan.
a De duif haalt zijn energierijke voedingsstoffen uit
b De sperwer haalt zijn energierijke voedingsstoffen uit
Afb. 54 Een vlierstruik met vlierbessen. Voor de vlierstruik is glucose een belangrijke brandstof. Eiwitten zijn belangrijke bouwstoffen.
Afb. 55 Vlierbessen staan op het menu van de houtduif.
Afb. 56 Een sperwer peuzelt aan een houtduif.
Planten moeten aan fotosynthese doen om te overleven. Dat is voor die autotrofe organismen immers de enige manier om zich te voorzien van energierijke voedingsstoffen (koolhydraten, vetten en eiwitten).
De energierijke voedingsstoffen in het voedsel van heterotrofen komen rechtstreeks of onrechtstreeks van autotrofen die aan fotosynthese doen.
• Planteneters (herbivoren) halen hun voedsel rechtstreeks van planten. Een duif die vlierbessen eet, is dus voor zijn energierijke voedingsstoffen rechtstreeks afhankelijk van de fotosynthese van de vlier.
• Vleeseters (carnivoren), zoals een sperwer die een houtduif eet, zijn onrechtstreeks afhankelijk van de fotosynthese van planten.
wordt gegeten door wordt gegeten door carnivoor (heterotroof)
herbivoor (heterotroof)
Dankzij fotosynthese is de voedselvoorziening van zowel de sperwer als de houtduif dus verzekerd!
De energierijke stoffen in het voedsel van heterotrofe organismen komen rechtstreeks of onrechtstreeks van autototrofen. Die autotrofe organismen brengen via fotosynthese energierijke voedingsstoffen (zoals glucose en zetmeel) in de voedselketen.
X Maak oefening 1 en 2 op p. XXX.
Afb. 57 De houtduif is rechtstreeks afhankelijk van fotosynthese. De sperwer is onrechtstreeks afhankelijk van fotosynthese.
FOTOSYNTHESE
2 Het belang van fotosynthese voor de zuurstofgasvoorziening op aarde
2.1
De oeratmosfeer
Condensatie is de faseovergang van gas- of dampvorm naar een vloeistof.
OPDRACHT 23
Wetenschappers zijn het erover eens dat de aarde ongeveer 4,5 miljard jaar geleden is ontstaan. Toen was de aarde nog een gloeiende bol. Door langzame afkoeling kon waterdamp condenseren tot regen, waardoor de oeroceanen werden gevuld.
Uit het binnenste van de aarde ontsnapten er gassen, die de oeratmosfeer vormden, de oorspronkelijke gasmantel die de jonge aarde omringde. In dat gasmengsel kwam er koolstofdioxide voor, maar geen zuurstofgas
Vermoedelijk ontstond het leven op aarde ongeveer 3,5 miljard jaar geleden in de oeroceanen. Die allereerste eencellige organismen, ook oerbacteriën genoemd, waren in staat om te leven zonder zuurstof
Aanvankelijk kwam de evolutie van het leven traag op gang. Evolutie betekent een geleidelijke verandering van kenmerken van een soort (organismen) in de loop van de tijd.
Door de ouderdom van fossielen te onderzoeken, konden wetenschappers een tijdsband opstellen die de mijlpalen in de evolutie van het leven op aarde weergeeft. Fossielen zijn resten en afdrukken van organismen die in gesteenten zijn bewaard.
Afb. 58 een tijdsband van de evolutie van het leven op aarde
Wat stelt de tijdsband voor?
Duid aan.
het tijdstip waarop bepaalde organismen op aarde zijn ontstaan
het tijdstip waarop bepaalde organismen zijn uitgestorven
Sommige soortgenoten worden toevallig geboren met een variant op of wijziging van een bepaald kenmerk. De leefomgeving bepaalt of die ‘variante’ organismen dankzij dat ‘variante’ kenmerk een voordeel hebben (= beter aangepast zijn) tegenover hun soortgenoten.
Als voorbeeld bekijken we de evolutie van het paard.
Oorspronkelijk hadden paarden korte benen en leefden ze in het bos, waar langere benen geen voordeel boden. Toen het klimaat veranderde en bossen plaatsmaakten voor graslanden kregen paarden met langere benen een voordeel, omdat ze beter konden ontsnappen aan vijanden. Ze waren beter aangepast aan de veranderde leefomgeving. Omdat paarden met lange benen betere overlevingskansen hadden, konden ze zich ook vaker voortplanten en dat kenmerk vaker doorgeven aan hun nakomelingen. Dat leidde uiteindelijk tot een geleidelijke verandering van de soort.
Afbeelding XXX toont niet alleen dat de lengte van de benen bij paarden geleidelijk veranderde. Je ziet dat dat ook het geval was voor het tandoppervlak van de kiezen. Waarmee had die wijziging te maken?
HOE WERKT DE EVOLUTIE VAN HET LEVEN?
Afb. 60 De evolutie van het paard, van 56 miljoen jaar geleden tot nu, met telkens de fossiele beenderen van een voorbeen en het tandoppervlak van een kies. (†) zijn uitgestorven soorten.
De allereerste organismen die zuurstofgas produceerden 2.2
Ongeveer 3 miljard jaar geleden ontstonden er cyanobacteriën. Die eencellige organismen beschikten over bladgroen en konden daardoor aan fotosynthese doen. Op die manier waren het de eerste organismen op aarde die zuurstofgas konden produceren. Een atmosfeer mét zuurstofgas was een feit!
Cyanobacteriën worden ook wel ‘blauwalgen’ of ‘blauwwieren’ genoemd, hoewel het geen algen, maar bacteriën zijn. Ze komen voor in zowel zoet- als zoutwater, maar ook in de grond en op rotsen, takken en boomstammen. Als er veel voedingsstoffen in het water zitten en het warm is, kan dat een blauwalgengroei veroorzaken. Dat heeft gevolgen voor de waterkwaliteit. Tijdens een bloei kunnen de vele blauwalgen een drijflaag vormen. Doordat de onderkant van de drijflaag afsterft, komen er giftige stoffen in het water. Als je zwemt in het water, loop je het risico op gezondheidsklachten.
OPDRACHT 25 DOORDENKER
Hoe verklaar je (vanuit de evolutiegedachte) dat na de komst van organismen die aan fotosynthese deden, de meeste oerbacteriën uitstierven?
Fotosynthese levert zuurstofgas voor celademhaling 2.3
De energiewinst uit celademhaling zonder zuurstofgas is veel kleiner dan de energiewinst uit celademhaling met zuurstofgas.
Toen er als gevolg van evolutie eencellige organismen ontstonden die aan celademhaling met zuurstof konden doen, hadden die organismen een enorm voordeel ten opzichte van de organismen die dat niet konden, zoals de oerbacteriën. Ze haalden immers meer energie uit voedsel en konden zich daardoor beter ontwikkelen. Sommige organismen waren in staat om meercellig te worden en toe te nemen in omvang.
Een voorbeeld van een meercellig organisme met een erg grote omvang is de walvishaai. Hij voedt zich met plankton, kleine plantaardige en dierlijke organismen die zweven in het water. Het plantaardige plankton brengt door fotosynthese zuurstofgas in het water, waarmee die walvishaai aan celademhaling kan doen.
Afb. 61 Sommige soorten cyanobacteriën vormen lange slierten.
Afb. 63 Een walvishaai eet plankton.
Afb. 62 Door giftige cyanobacteriën in deze vijver geldt er een zwemverbod.
WEETJE
WEETJE
Plankton is een verzamelnaam voor micro-organismen die zwevend in het water leven. Plantaardig plankton is dat deel van het plankton dat aan fotosynthese doet. Het wordt ook wel ‘fytoplankton’ genoemd. Het staat aan de basis van de voedselketen in de oceanen en de zoetwaterbiotopen. Net zoals planten op het land nemen die micro-organismen koolstofdioxide op en stoten ze zuurstofgas uit. De enorme hoeveelheden fytoplankton in de oceanen produceren meer dan de helft van al het zuurstofgas dat wij inademen.
Hoe complexer de organen en het orgaanstelsel werkten, hoe meer energie ze verbruikten en dus hoe belangrijker de zuurstofgasopname werd.
Alle meercellige organismen doen aan celademhaling met zuurstofgas. Fotosynthese zorgt ervoor dat er altijd voldoende zuurstofgas kan worden opgenomen.
Ook plantaardige organismen (alle organismen die over bladgroen beschikken) doen dag en nacht aan celademhaling. Overdag gebruiken ze daarvoor zuurstofgas dat ze rechtstreeks via fotosynthese bekomen. Als er geen fotosynthese mogelijk is, zoals ’s nachts, nemen ze zuurstofgas op uit de omgeving. Ook dan wordt er koolstofdioxide uitgestoten.
Afb. 64 Plankton bestaat uit kleine plantaardige en dierlijke organismen.
Afb. 65 ’s Nachts kunnen planten niet aan fotosynthese doen. Ze nemen dan zuurstofgas op uit de omgeving.
OPDRACHT 26 DOORDENKER
Wanneer het nacht is of tijdens de maanden waarin de bomen bij ons geen bladeren hebben, is er nooit een zuurstofgastekort.
Hoe verklaar je dat? Leid het antwoord af uit afbeelding XXX.
Bij het ontstaan van de aarde was er nog geen zuurstofgas in de atmosfeer. Oerbacteriën, eencellige organismen in de oceaan, gebruikten dus geen zuurstofgas voor hun celademhaling. De energiewinst uit de verbranding van glucose was niet zo groot.
Door evolutie ontstonden er langzaamaan cyanobacteriën, die als eerste organismen aan fotosynthese deden. Er kwam zo zuurstofgas in de atmosfeer terecht. Doordat cyanobacteriën aan celademhaling met zuurstofgas deden, konden ze veel meer energie uit de verbranding van glucose halen. Veel soorten oerbacteriën stierven uit, omdat ze niet aangepast waren aan de veranderende omgeving.
Door dat energievoordeel konden de eencellige organismen die zuurstofgas verbruikten, evolueren tot meercellige organismen.
Fotosynthese zorgt ervoor dat er altijd voldoende zuurstofgas voor de celademhaling kan worden opgenomen. Hoe complexer de organen en het orgaanstelsel werkten, hoe meer energie ze verbruikten en dus hoe belangrijker de zuurstofgasopname werd.
X Maak oefening 3, 4 en 5 op p. XXX.
3 Het belang van fotosynthese tegen klimaatverandering
Koolstofdioxide is een broeikasgas
OPDRACHT 27
Bekijk afbeelding XXX en beantwoord de vragen.
1 Noteer het cijfer van de volgende begrippen op de juiste plaats op de afbeelding. Eén cijfer moet je meerdere keren invullen.
Afb. 67 de kringloop van koolstofdioxide op aarde en in de atmosfeer
2 Leid uit de afbeelding drie oorzaken af waardoor het evenwicht tussen de opname en de uitstoot van koolstofdioxide in de atmosfeer kan worden verstoord.
De atmosfeer of dampkring bestaat uit vier lagen. De laag die het dichtst bij ons ligt, de troposfeer, wordt in de volksmond ‘de lucht’ genoemd.
Je weet al dat er tijdens de celademhaling koolstofdioxide wordt uitgestoten en dat er via fotosynthese koolstofdioxide wordt weggehaald uit de lucht.
Het evenwicht tussen de opname en de uitstoot van koolstofdioxide in de atmosfeer is voor het leven op aarde van heel groot belang. Menselijke activiteiten verstoren dat evenwicht, bijvoorbeeld via het verkeer, de industrie en de verwarming van huizen. De energie daarvoor wordt grotendeels gehaald uit de verbranding van fossiele brandstoffen, waarbij er grote hoeveelheden koolstofdioxide worden uitgestoten. Daardoor is de uitstoot van CO2 groter geworden dan de opname.
Maar waarom vormt een stijging van de CO2-concentratie in de atmosfeer een probleem?
In de atmosfeer zitten bepaalde gassen, zoals koolstofdioxide (en methaan). Hun invloed op de aarde is te vergelijken met een serre of broeikas: het glas van een serre verhindert dat de warmte van de zon gemakkelijk ontsnapt. Daarom noem je die gassen broeikasgassen. Ze hebben een verwarmend effect. Ze houden het aardoppervlak warm genoeg om leven op aarde mogelijk te maken. Je noemt dat het natuurlijk broeikaseffect. Zonder die broeikasgassen zou het op aarde ijskoud (ongeveer –18 °C) zijn.
Dinosaurussen stierven uit door een klimaatverandering. Op lees je meer daarover.
Afbeelding XXX toont een vereenvoudigde voorstelling van de werking van broeikasgassen:
1 Zonnestralen gaan door de atmosfeer. De stralingsenergie van de zon komt terecht op aarde.
2 Het aardoppervlak neemt de stralingsenergie op en kaatst een deel van de stralingsenergie meteen terug naar de ruimte.
3 Van die weerkaatste zonnestralen wordt een deel vastgehouden door broeikasgassen, die de warmte terugkaatsen naar de aarde.
Koeien boeren methaan Koeien zijn een belangrijke producent van methaan. Dat gas ontstaat vooral bij de vertering van het voeder in de pens (de grootste maag van een koe). Methaan is een sterk broeikasgas. Het opwarmend vermogen is veel sterker dan dat van CO2, maar het gas verdwijnt na twaalf tot twintig jaar uit de atmosfeer. CO2 daarentegen kan daar vele honderden jaren aanwezig blijven vooraleer het wordt afgebroken.
De jongste decennia is de hoeveelheid broeikasgassen in de atmosfeer fors toegenomen. Omdat die gassen warmte vasthouden, is de gemiddelde temperatuur op aarde geleidelijk aan gestegen. Wetenschappers noemen dat het ‘versterkte broeikaseffect’ of, eenvoudiger gezegd, ‘de opwarming van de aarde’.
Die wereldwijde opwarming heeft onvoorspelbare klimaatveranderingen als gevolg. Met het klimaat bedoelt men ‘het weer’ in een gebied over een langere periode (minstens dertig jaar). Temperatuur, windsnelheid, vochtigheid en neerslag zijn enkele factoren die het klimaat kenmerken.
Afb. 68 Een vereenvoudigde voorstelling van het broeikaseffect. Hoe meer broeikasgassen er zijn, hoe meer de aarde opwarmt. 1 2 3
Afb. 69 Koeien produceren methaan, zowel door te boeren als door winden te laten.
WEETJE
Negatieve gevolgen van klimaatverandering door het versterkte broeikaseffect 3.2
OPDRACHT 28
Welke negatieve gevolgen van de klimaatverandering illustreren de volgende afbeeldingen?
Noteer het passende antwoord naast elke afbeelding.
Gevolg: meer water verdampt, waardoor er meer water condenseert in de hogere luchtlagen, met uiteindelijk meer neerslag tot gevolg. Hevigere en langdurige neerslag vergroot de kans op overstromingen.
• vaker voorkomende en krachtiger wordende stormen, zoals tornado's en orkanen
• vaker voorkomende hittegolven
• langdurige periodes van droogte en daardoor een grotere kans op bosbranden
Het belang van fotosynthese als middel tegen de klimaatverandering is dat fotosynthese het broeikasgas CO2 uit de atmosfeer weghaalt. Daarom moeten we er alles aan doen om organismen die aan fotosynthese doen, te beschermen en zelfs te vermeerderen. Dat kan bijvoorbeeld door bossen aan te planten in plaats van te kappen, of door fytoplankton in de oceanen te beschermen door de oceanen niet te vervuilen.
Het evenwicht tussen de opname en de uitstoot van koolstofdioxide (CO2) in de atmosfeer is belangrijk voor het leven op aarde. Door menselijke activiteiten zoals verkeer en industrie is er meer CO2 in de lucht gekomen, waardoor dat evenwicht verstoord is.
Broeikasgassen, zoals koolstofdioxide en methaan, houden warmte vast in de atmosfeer.
Dat heet het natuurlijk broeikaseffect. Het zorgt ervoor dat de aarde warm genoeg is voor leven.
De laatste decennia zijn er veel meer van die broeikasgassen bijgekomen.
De stijging veroorzaakt het versterkte broeikaseffect, ofwel de opwarming van de aarde, en bijgevolg de klimaatverandering
Gevolgen van de klimaatverandering zijn onder andere:
• smeltende ijskappen → stijgende zeespiegel, meer overstromingen;
• opwarming van de oceanen → meer regen;
• meer hevige stormen, zoals tornado's en orkanen;
• meer hittegolven en meer verwoestijning;
• droogte → grotere kans op bosbranden.
Fotosynthese helpt tegen de klimaatverandering door CO2 uit de lucht te halen. Daarom moeten we bossen beschermen en de oceanen schoonhouden.
X Maak oefening 6, 7 en 8 op p. XXX.
Autotrofe organismen brengen via fotosynthese voedingsstoffen in de voedselketen.
BELANG VAN FOTOSYNTHESE
Fotosynthese zorgt ervoor dat er altijd voldoende zuurstofgas voor de kan worden opgenomen.
De eerste organismen die aan fotosynthese deden, waren
Ze deden aan celademhaling met zuurstofgas en hadden daardoor een energievoordeel.
FOTOSYNTHESE
plant (autotroof)
herbivoor (heterotroof) wordt gegeten door wordt gegeten door
Door evolutie ontstonden er langzaamaan
organismen. De zuurstofopname werd voor die organismen steeds belangrijker.
Het evenwicht tussen de opname en de uitstoot van koolstofdioxide (CO2) in de atmosfeer is belangrijk voor het leven op aarde. Dat evenwicht is verstoord door menselijke activiteiten
Door een toename van koolstofdioxide en methaan in de atmosfeer is er een versterkt broeikaseffect. Je spreekt ook wel van de .
1 2 3
Afb. 78 het broeikaseffect
Enkele gevolgen van de klimaatverandering zijn:
Afb. 77 een microscopisch beeld van cyanobacteriën
Kruis in de tabel aan welke organismen beantwoorden aan de kenmerken uit de eerste kolom. EIK RUPS RODE BOSMIERGROENE SPECHT
autotroof heterotroof rechtstreeks afhankelijk van fotosynthese onrechtstreeks afhankelijk van fotosynthese
Ook al voedt een carnivoor zich met vlees, hij heeft zijn voedsel onrechtstreeks te danken aan fotosynthese. Leg uit.
Stoffen die ontstaan uit fotosynthese, heb je nodig voor celademhaling en omgekeerd. Leg uit.
Waarom bestaan er geen meercellige organismen die aan celademhaling doen zonder zuurstof?
Juist of fout?
Motiveer je antwoord.
a Er was pas leven op aarde mogelijk vanaf het moment dat er zuurstofgas in de atmosfeer voorkwam.
b Na het ontstaan van de aarde konden de eerste organismen op aarde niet aan fotosynthese doen, omdat er geen koolstofdioxide in de atmosfeer aanwezig was.
Wat is het verschil tussen het natuurlijk en het versterkte broeikaseffect?
Verklaar waarom massale ontbossing de klimaatverandering in de hand werkt.
Zo’n 66 miljoen jaar geleden kwam er een groot stuk puin uit de ruimte op aarde terecht. Dat noem je een meteoriet. De meteoriet sloeg in met zoveel kracht dat er jarenlang een donkere stoflaag om de aarde heen hing. Het zonlicht kon daardoor de aarde niet meer bereiken, met klimaatverandering tot gevolg.
a Waarom betekende die klimaatverandering het einde van de plantenetende dino’s?
b Waarom stierven uiteindelijk ook de vleesetende dinosauriërs?
Ik kan opnoemen wat een plant nodig heeft om aan fotosynthese te doen.p. XXX
Ik kan experimenteel vaststellen wat de invloed is van licht op het fotosyntheseproces.
Ik kan experimenteel vaststellen wat de invloed is van koolstofdioxide op het fotosyntheseproces.
Ik kan experimenteel vaststellen wat de invloed is van bladgroen op het fotosyntheseproces.
Ik kan uitleggen waarom ook de opname van sommige mineralen noodzakelijk is voor fotosynthese.
Ik kan het fotosyntheseproces schematisch voorstellen.
Ik kan de functie(s) van de wortel, de stengel en het blad bij de fotosynthese opnoemen en telkens uitleggen hoe die organen aangepast zijn voor die functie(s).
Ik kan stofomzetting, energieomzetting en stofuitwisseling bij fotosynthese toelichten.
Ik kan een verband leggen tussen fotosynthese en celademhaling, en tussen bladgroenkorrels en mitochondriën.
p. XXX
p. XXX
p. XXX
p. XXX
p. XXX
p. XXX
p. XXX
p. XXX
HOOFDSTUK 2 Wat is het belang van fotosynthese voor het leven op aarde?PAGINAJA
Ik kan het belang van fotosynthese voor de voedselvoorziening op aarde uitleggen.
p. XXX
Ik kan het belang van fotosynthese voor de zuurstofgasvoorziening uitleggen.p. XXX
Ik kan de betekenis van broeikasgassen uitleggen en illustreren met een voorbeeld.
Ik kan het begrip ‘versterkt broeikaseffect’ uitleggen.
Ik kan de betekenis van het begrip ‘klimaatverandering’ uitleggen.
Ik kan enkele negatieve gevolgen van klimaatverandering door het versterkte broeikaseffect toelichten.
p. XXX
p. XXX
p. XXX
p. XXX
Ik kan het belang van fotosynthese tegen klimaatverandering toelichten.p. XXX
X Je kunt deze checklist ook op invullen.
PAGINAJA NOG OEFENEN
THEMA 02
VOORTPLANTING BIJ PLANTEN EN DIEREN
Elk organisme heeft een beperkte levensduur als gevolg van veroudering, ziekte, opgegeten worden … De gemiddelde levensverwachting van een grote hond is bijvoorbeeld ongeveer elf jaar. Bij de mens is dat ongeveer tachtig jaar. Sommige bacteriën leven dan weer dikwijls niet langer dan enkele minuten. Om de soort in stand te houden, moet een organisme zich voortplanten. Dat betekent dat er uit cellen van organismen nieuwe individuen of nakomelingen ontstaan. Dankzij voortplanting blijft een soort dus bestaan. Aan de hand van voorbeelden uit de natuur ontdek je in dit thema hoe verschillende voortplantingswijzen het voorbestaan van de soort verzekeren.
Hoofdstuk 1 Hoe verlopen de geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij planten? xx
1 Geslachtelijke voortplanting bij planten xx
2 Ongeslachtelijke voortplanting bij planten xx
Hoofdstuk 2 Hoe verlopen de geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij dieren? xx
1 Gelijkenissen tussen geslachtelijke voortplanting bij planten en dieren xx
2 Vormen van geslachtelijke voortplanting bij dieren xx
3 Ongeslachtelijke voortplanting bij dieren xx
Hoe maakt de mens kopieën of klonen van dieren?
WAT GEBEURT ER?
Het klonen van een schaap verloopt via de volgende stappen.
cel A 1
cel B huidcel van ooi A
kleine elektrische schok
eicel van ooi B ooi C draagmoeder kloon celdeling meercellig embryo
celkern van huidcel uit A in ‘lege’ eicel van B 3 2
Afb. 1 een schematische weergave van het klonen van een schaap
HOE ZIT DAT?
1 Wat is een ooi?
celkern uit eicel verwijderen
2 Bij een gewone geslachtelijke voortplanting van schapen zijn er twee soorten voortplantingscellen nodig. Welke?
• de mannelijke voortplantingscel of
• de vrouwelijke voortplantingscel of
3 Waarom is er bij het klonen van dieren geen sprake van geslachtelijke voortplanting?
4 Van welk schaap op afbeelding XXX is de kloon een kopie? Duid aan.
schaap A schaap B schaap C
5 Welke verklaring heb je daarvoor?
Het klonen van dieren is complex en houdt risico’s in. Toch kan klonen interessant zijn om er zeker van te zijn dat bepaalde voordelige eigenschappen worden doorgegeven aan de nakomelingen. Bij klonen ontstaat er immers een identieke kopie van een organisme.
Komt klonen ook in de natuur voor? En welke andere voortplantingswijzen bestaan er nog in de planten- en dierenwereld? Je ontdekt het in dit thema. ?
VERKEN
OPDRACHT 1
Beantwoord de vragen.
1 Tot welk stelsel behoren de organen teelbal en baarmoeder?
1 Als de bloemen van een bloeiende boom uitgebloeid zijn, wat komt er dan in de plaats van die bloemen?
2 De meeste bloemen hebben opvallende kleuren. Wat is de bedoeling daarvan?
OPDRACHT 3
Op afbeelding XXX zie je een geelachtig poeder dat het harige lichaam van een honingbij bedekt tijdens zijn zoektocht naar nectar.
1 Hoe noem je dat poeder, dat wordt gemaakt in de meeldraden?
2 Bij sommige planten wordt dat poeder verspreid door de wind, waardoor het tijdens bepaalde maanden van het jaar massaal kan voorkomen in de lucht. Veel mensen zijn allergisch voor dat poeder. Hoe noem je die allergische reactie, met niezen, een verstopte neus of loopneus en tranende ogen tot gevolg?
Afb. 4 Een honingbij gaat op zoek naar nectar.
Afb. 2 Een appelboom staat in bloei.
Afb. 3 Appels rijpen aan de boom.
OPDRACHT 4
Hoe noem je de mannelijke en de vrouwelijke voortplantingscel die bij samensmelting het begin vormen van een nieuw organisme?
Er is een opvallend verschil in de manier waarop vissen en vogels zich voortplanten. Waarom komen vissen in grote groepen bij elkaar, terwijl vogels meestal een partner kiezen? Duid de juiste bewering(en) aan.
Vissen hebben meer bescherming nodig tijdens de voortplanting.
In een grote groep vergroten vissen de kans dat zaadcellen en eicellen elkaar vinden.
Vogels kunnen geen eieren leggen zonder een partner.
Vogels hebben meer ruimte nodig om zich voort te planten.
Vogels kiezen een partner om zorg te dragen voor hun jongen, wat ze helpt om samen te overleven.
X Op vind je meer oefeningen om je kennis op te frissen.
Afb. 5 Mannelijke en vrouwelijke vissen zoeken elkaar in grote aantallen op om zich voort te planten.
Afb. 6 parende kokmeeuwen
Hoe verlopen de geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij planten?
Planten kunnen zich op verschillende manieren voortplanten. In dit hoofdstuk verken je twee belangrijke vormen: geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting. Geslachtelijke voortplanting doet een beroep op unieke voortplantingscellen om een grote variatie aan nakomelingen te bekomen. Dankzij die variatie is de soort in staat om zich aan te passen aan veranderende leefomstandigheden. Ongeslachtelijke voortplanting stelt planten in staat om uit een deel van zichzelf snel en efficiënt nieuwe generaties met identieke nakomelingen te creëren.
Duik je mee in de voortplantingsstrategieën van planten?
LEERDOELEN
Je kunt al:
L de organen van een plant benoemen en hun functie omschrijven;
L het onderscheid maken tussen een cel, een weefsel, een orgaan en een stelsel.
L het onderscheid tussen geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij planten illustreren met concrete voorbeelden;
L voor- en nadelen van geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij planten uitleggen;
L wat het onderscheid is tussen bestuiving en bevruchting bij planten;
L hoe een zaad ontstaat en waarom er zich uit een zaad een nieuw organisme kan ontwikkelen;
L begrijpen waarom de mens via allerlei technieken ongeslachtelijke voortplanting bij planten toepast.
1 Geslachtelijke voortplanting bij planten
1.1
De voortplantingsorganen
Geslachtelijke voortplanting is een voortplantingswijze waarbij unieke voortplantingscellen betrokken zijn. Bij de meeste planten speelt de bloem daarbij een centrale rol. De bloem draagt namelijk de voortplantingsorganen, die de voortplantingscellen maken.
Er zijn mannelijke en vrouwelijke voortplantingsorganen:
• De meeldraden produceren de mannelijke voortplantingscellen of stuifmeelkorrels. Die cellen hebben een stevige buitenwand om de cel te beschermen tegen uitdroging. Een verzameling stuifmeelkorrels wordt stuifmeel of pollen genoemd.
• Het vrouwelijk voortplantingsorgaan is de stamper, die de eicellen vormt in de zaadbeginsels.
Bij veel plantensoorten, zoals de zandkool en de lelie, dragen de bloemen zowel meeldraden als stamper(s).
Het zijn tweeslachtige bloemen. Bij sommige plantensoorten, zoals de hazelaar, dragen de bloemen ofwel meeldraden, ofwel stamper(s). Bij die eenslachtige bloemen spreek je van mannelijke bloemen en vrouwelijke bloemen.
Bij geslachtelijke voortplanting zijn er voortplantingsorganen nodig, die mannelijke en vrouwelijke voortplantingscellen maken.
Bij de geslachtelijke voortplanting van planten spelen bloemen een belangrijke rol, omdat ze de voortplantingsorganen dragen:
• meeldraden (mannelijk):
–Zijn opgebouwd uit een helmdraad en een helmknop.
–De helmknop produceert stuifmeelkorrels, de mannelijke voortplantingscellen (vergelijkbaar met zaadcellen bij dieren).
–Een verzameling stuifmeelkorrels wordt stuifmeel of pollen genoemd.
• stamper (vrouwelijk):
–Is opgebouwd uit een stempel, een stijl en een vruchtbeginsel met zaadbeginsel(s).
–Bevat de eicel(len), de vrouwelijke voortplantingscel(len), in de zaadbeginsel(s).
X Maak oefening 1 op p. XXX.
Afb. 10 De lelie is een tweeslachtige bloem: ze heeft meeldraden en stampers. Afb 11 Eenslachtige bloemen van de hazelaar. De mannelijke bloemen zitten aan gelige katjes. De vrouwelijke bloemen zijn kleine roze tot donkerrode bloemen. (Katjes zijn bloemen zonder kelk- en kroonbladeren.)
WEETJE
Bestuiving 1.2
OPDRACHT 6
Op afbeelding XXX zie je wat er gebeurt als een insect bloemen bestuift. Zijn de volgende beweringen juist of fout?
Bestuiving is het overbrengen van stuifmeelkorrels van een meeldraad naar de kleverige stempel van een bloem van dezelfde plantensoort. Als er bijvoorbeeld een stuifmeelkorrel van een roos terechtkomt op de stempel van een boterbloem, spreek je niet van bestuiving.
Bestuiving is noodzakelijk om zaadcellen bij de eicellen te brengen
De eicellen van een plant liggen immers diep verscholen en onbeweeglijk in de stamper.
De bestuiving gebeurt vooral door insecten en de wind. Daarom spreekt men van de volgende types van bestuiving: insectenbestuiving en windbestuiving
Om insecten te lokken, produceren bloemen nectar, een zoete, suikerrijke vloeistof die een belangrijke voedselbron voor insecten is. Wanneer insecten nectar drinken, komen ze in contact met stuifmeel, dat zich aan hun lichaam hecht. Als het insect vervolgens een andere bloem van dezelfde soort bezoekt, draagt het dat stuifmeel over. Dat zorgt voor bestuiving.
Afb. 14 mannelijke bloemen van de hazelaar
Afb 16 Een microfoto van een behaarde poot van een honingbij. Tussen de haartjes blijven veel stuifmeelkorrels hangen.
Afb 15 De kleverige stuifmeelkorrels blijven gemakkelijk op het behaarde lichaam van de hommel hangen.
WEETJE
Nectargidsen
Sommige bloemen hebben op de kroonbladeren patronen, zoals lijnen of stippen, ook wel nectargidsen genoemd. Die patronen leiden insecten naar het midden van de bloem, waar de nectar zich bevindt. De patronen zijn soms alleen zichtbaar in ultraviolet licht, dat bijen kunnen zien, maar mensen niet.
Bloemen trekken insecten niet alleen aan door hun nectar, maar ook door hun geur en hun kleurrijke kroonbladeren. Voor bloemen die ’s nachts bloeien, is hun geur vaak het belangrijkste middel om insecten zoals motten of nachtvlinders te lokken. Meestal hebben bloemen van nachtbloeiers witte of lichte kleuren, die het maan- en sterrenlicht beter reflecteren. Daardoor zijn die bloemen beter zichtbaar voor nachtinsecten
Bestuiving is het overbrengen van stuifmeelkorrels van een meeldraad naar de stempel van een bloem van dezelfde plantensoort
Bestuiving is noodzakelijk om zaadcellen bij de eicellen te brengen.
De bestuiving gebeurt vooral door insecten en de wind. Bloemen lokken insecten met hun nectar, hun geur of hun opvallende gekleurde kroonbladeren.
X Maak oefening 2 en 3 op p. XXX.
Afb 17 De bladeren van het wilde viooltje hebben nectargidsen.
Afb 18 De Spaanse vlag, een nachtvlinder, bezoekt bloemen van een nachtbloeier.
KRUISBESTUIVING, DE INTERESSANTSTE BESTUIVINGSVORM
Bij sommige planten valt het stuifmeel bij de minste beweging van de meeldraad op de stempel van dezelfde bloem. Je spreekt dan van zelfbestuiving. Dat gebeurt gemakkelijker als de helmknoppen hoger reiken dan de stempel.
Als het stuifmeel neerkomt op de stempel van een andere bloem die op dezelfde plant voorkomt, noem je dat buurbestuiving.
Komt het stuifmeel terecht op de stempel van een andere plant van dezelfde soort, dan spreek je van kruisbestuiving.
Voortplanting door kruisbestuiving vergroot de overlevingskansen van de plantensoort. Kruisbestuiving kan immers de goede kenmerken van twee planten bij elkaar brengen, om die door te geven aan de nakomelingen. Planten hebben dan ook allerlei aanpassingen ontwikkeld om zelfbestuiving te voorkomen, zodat alleen kruisbestuiving mogelijk is:
• Bij veel planten, zoals het harige wilgenroosje, reikt de stempel ver boven de meeldraden uit.
• Soms zijn de helmknoppen en de stempel niet op hetzelfde tijdstip rijp. Met ‘rijp zijn’ bedoelt men dat het stuifmeel uit de helmknoppen vrijkomt. Bestuiving kan alleen slagen als er rijp stuifmeel terechtkomt op een rijpe stempel. Een rijpe stempel is kleverig doordat ze een suikerrijke vloeistof afscheidt, die je stempelvocht noemt. Als helmknoppen stuifmeel vrijgeven op het moment dat de stempels nog geen kleverig stempelvocht afscheiden, gaan de stuifmeelkorrels verloren. In dat geval is zelfbestuiving uitgesloten. Dat is onder andere het geval bij de witte dovenetel.
Afb. 19 Er zijn drie vormen van bestuiving: zelfbestuiving (A), buurbestuiving (B) en kruisbestuiving (C).
A B C
Afb 20 De bloem van het wilgenroosje is aangepast aan kruisbestuiving.
Afb 21 Bij de witte dovenetel zijn de helmknoppen en de stempel van dezelfde bloem niet op hetzelfde tijdstip rijp.
rijpe helmknop
onrijpe stempel rijpe stempel
onrijpe helmknop
Het bevruchtingsproces 1.3
Zonder voorafgaande bestuiving raakt een zaadcel niet tot bij een eicel. De eicellen van een plant liggen immers diep verscholen en onbeweeglijk in de stamper. Hoe de zaadcelkern de eicel bereikt en wat er na de bestuiving gebeurt, kun je volgen op de figuren in opdracht XXX, die in de juiste volgorde staan.
Zet onder elke figuur de letter van de juiste verwoording.
A De stuifmeelbuis groeit door de stijl heen naar het vruchtbeginsel.
B Bestuiving.
C De stuifmeelbuis met een mannelijke zaadcelkern bereikt het poortje van het zaadbeginsel met de eicel.
D De stuifmeelkorrel kiemt door middel van het zoete stempelvocht en vormt een stuifmeelbuis.
stuifmeelkorrel
zaadcelkern
stuifmeelbuis eicelkern
zaadbeginsel
stuifmeelbuis
stuifmeelbuis
poortje eicel
poortje
zaadcelkern
Na de bestuiving volgt het bevruchtingsproces, dat de volgende fasen doorloopt: wateropname, kieming en bevruchting.
A Wateropname
Zodra een stuifmeelkorrel in contact komt met een geschikte, rijpe stempel, neemt hij water op. Dat zorgt ervoor dat de korrel begint te zwellen, wat nodig is voor de volgende stap.
Afb. 22 het bevruchtingsproces
B Kieming van de stuifmeelkorrel en vorming van de stuifmeelbuis
Als een stuifmeelkorrel kiemt, betekent dat dat hij begint uit te groeien tot een stuifmeelbuis. Die buis groeit door de stijl naar het vruchtbeginsel met zaadbeginsel(s) en eicel(len). Vooraan in de buis bevindt er zich een zaadcelkern
C Bevruchting
Via het poortje van het zaadbeginsel bereikt de zaadcelkern de eicel. De zaadcelkern versmelt met de eicelkern. Die fase wordt de bevruchting genoemd. Het resultaat is een bevruchte eicel.
2 De blaadjes kunnen nog niet aan fotosynthese doen.
Hoe bekomt het embryo dan energierijke voedingsstoffen, en om welke stoffen gaat het hoofdzakelijk?
Gedurende de fase waarin het zaadbeginsel zich ontwikkelt tot een zaad, groeit de bevruchte eicel in het zaadbeginsel uit tot een embryo (babyplantje).
Behalve het embryo bevat een boonzaad ook twee zaadlobben, waarin reservevoedsel zit (zetmeel, eiwitten, vetten, mineralen en vitaminen).
Dat reservevoedsel biedt het embryo brandstoffen, bouwstoffen en beschermende stoffen.
De zaadhuid beschermt de binnenste delen van het zaad tegen uitdroging.
A B
vrucht zaden
stengeltje blaadjes worteltje
zaadlob
Na de bevruchting groeit:
• het zaadbeginsel uit tot een zaad, dat een embryo en zaadlobben met reservevoedsel bevat;
• het vruchtbeginsel uit tot een vrucht, die de zaden beschermt en helpt te verspreiden.
Een embryo is het ontwikkelingsstadium van een jonge plant binnen in het zaad, dat ontstaat na de bevruchting van een eicel.
X Maak oefening 5 tot en met 10 op p. XXX.
Afb 31 A een boonzaad B een embryo en twee zaadlobben met reservevoedsel
VERDIEPING
Waarom zijn de embryo’s in de zaden van appels van dezelfde boom niet identiek?
Hoewel een appelboom tweeslachtige bloemen heeft, hebben de meeste appelbomen stuifmeel van een andere appelboom nodig om vruchten te kunnen dragen. Vandaar dat je heel vaak appelbomen dicht bij elkaar ziet staan.
Dat de embryo’s in de zaden van de appels van boom A niet identiek zijn aan de embryo’s in de zaden van de appels van boom B, had je misschien wel verwacht. Dat ook de embryo’s in de zaden van dezelfde appel verschillend zijn, verrast je wellicht.
Maar waarom zijn die embryo’s niet precies hetzelfde?
Dat komt doordat elke voortplantingscel, dus elke zaadcel (stuifmeelkorrel) en elke eicel, uniek is door een unieke combinatie van erfelijke kenmerken. Erfelijke kenmerken zijn kenmerken die van de ouders worden doorgegeven aan hun nakomelingen, zoals de vorm, de kleur en de smaak van een appel of de grootte van een boom. Die informatie zit in het DNA, een heel bijzondere soort moleculen in de celkern van een cel.
Wanneer een unieke stuifmeelkorrel versmelt met een unieke eicel, ontwikkelt er zich uit de bevruchte eicel een uniek embryo, omdat er een nieuwe combinatie van erfelijke kenmerken is ontstaan. Dat betekent dat elk zaadje in de appel net een beetje anders is. De zaadjes in de appel lijken weliswaar op elkaar, maar zijn toch allemaal een beetje verschillend.
Vandaar dat alle nieuwe appelbomen die ontstaan via geslachtelijke voortplanting, unieke organismen zijn. Dat zorgt voor variatie binnen een soort. Doordat organismen van elkaar verschillen, kunnen sommige zich beter aanpassen aan veranderende omstandigheden, zoals klimaatverandering of ziekten.
DNA-moleculen met informatie over erfelijke kenmerken
Afb 32
Afb. 34 Een microfoto van drie unieke stuifmeelkorrels op een harige stempel. Elk van die voortplantingscellen heeft een unieke mix van erfelijke kenmerken die afkomstig zijn van een ouderplant.
Zaadkieming 1.5
Bij planten blijft het embryo in een rusttoestand totdat het zaad ontkiemt. Het kiemen van een zaad is de fase waarin het embryo uitgroeit tot een kiemplantje. Vanaf dat ogenblik kan het jonge plantje aan fotosynthese doen en zijn eigen energierijke stoffen maken.
Zaden kiemen enkel als de omstandigheden daarvoor gunstig zijn, zoals de temperatuur, de vochtigheid van de bodem, en de aanwezige chemische stoffen (bijvoorbeeld na passage door het spijsverteringskanaal van een dier dat bessen eet en daarna de zaden verspreid via uitwerpselen).
3 Probeer om de zaadhuid van een geweekt en een niet-geweekt boonzaad open te maken. Wat stel je vast?
4 Leid daaruit het belang van water af voor het kiemproces van een zaad. Duid aan.
Het beschermt het embryo tegen uitdroging.
Het maakt de zaadhuid zacht, zodat het worteltje er gemakkelijker doorheen kan.
Het maakt de zaadhuid ondoordringbaar voor insecten, bacteriën, schimmels …
Het geeft het embryo energie.
BESLUIT
Waarom hebben zaden water nodig om te kiemen?
REFLECTIE
1 Verliep de proef vlot of niet vlot? Motiveer.
2 Kwam je hypothese overeen met je besluit?
Bemerk dat het zwellen van het zaad door wateropname het embryo activeert. Het zet in de cellen van het embryo chemische reacties in gang die nodig zijn voor de groei.
Zaadkieming is het proces waarbij het embryo in het zaad zich begint te ontwikkelen tot een jong kiemplantje Zaadkieming is pas mogelijk in de juiste omstandigheden (temperatuur en vochtigheid van de bodem …).
Water speelt een heel belangrijke rol bij de zaadkieming. Het maakt de zaadhuid zacht, zodat het kiemworteltje door de zaadhuid kan groeien.
X Maak oefening 11 op p. XXX.
2 Ongeslachtelijke voortplanting bij planten
2.1
Ongeslachtelijke voortplanting bij planten op natuurlijke wijze
Bij ongeslachtelijke voortplanting komen er geen mannelijke en vrouwelijke voortplantingscellen aan te pas. In de natuur zijn bepaalde planten aangepast om zich ongeslachtelijk voort te planten. Je bekijkt een aantal voorbeelden waarbij er uit een deel van een (moeder)plant een nieuwe (dochter)plant ontstaat.
Koppel elke omschrijving van de ongeslachtelijke voortplantingswijze aan de bijbehorende afbeelding.
OMSCHRIJVING VAN DE ONGESLACHTELIJKE
Het reservevoedsel zit in de ondergrondse verdikte bladeren of rokken. Uit knoppen tussen de rokken ontstaan er kleine bolletjes, waaruit het volgende jaar nieuwe planten groeien.
De moederplant vormt zijstengels, die horizontaal over de grond groeien. Op regelmatige afstanden langs die zijstengels ontstaan er kleine knoppen. Uit die knoppen vormen er zich nieuwe plantjes of dochterplantjes.
Het reservevoedsel zit in ondergrondse verdikte stengels, waarop kleine knoppen of ogen te zien zijn. Uit een oog kan er een nieuwe plant groeien.
Een ondergrondse stengel groeit horizontaal en slaat reservevoedsel op. Ter hoogte van een knop ontwikkelt er zich een bovengrondse stengel met bladeren.
Op de bladrand ontwikkelen er zich miniplantjes met eigen wortels. Wanneer ze afvallen, groeien ze uit tot zelfstandige planten.
Als planten zich geslachtelijk kunnen voortplanten met bloemen, waarom planten ze zich dan ook nog eens ongeslachtelijk voort?
In bepaalde situaties biedt de ongeslachtelijke voortplantingswijze voordelen voor de planten:
• Ze hebben geen bestuivers (zoals bijen) nodig.
• Ze kunnen snel kopieën van zichzelf maken, die je klonen noemt. Dat is handig voor planten die leven in een biotoop waar de leefomstandigheden gunstig zijn en nauwelijks veranderen. Alle identieke nakomelingen van die planten zullen daar ook goed groeien (want ze zijn aangepast aan dezelfde biotische en abiotische factoren).
Een nadeel van ongeslachtelijke voortplanting is dat bij veranderde leefomstandigheden alle klonen die zich niet kunnen aanpassen, massaal kunnen sterven.
Ongeslachtelijke voortplanting via wortelknollen
Bij sommige planten, zoals de dahlia, groeit een nieuwe plant uit een wortelknol. Alleen knollen met een groeipunt (oog) kunnen bovengrondse delen vormen. Andere wortelknollen slaan energie op voor het volgende groeiseizoen, waardoor ze sterk verdikken.
Zonder splitsing groeien de knollen dicht op elkaar, wat leidt tot concurrentie om voedingsstoffen. Dat verzwakt de plant, waardoor de bloemen kleiner worden en de groei minder vitaal is. Een dahliaplant kan haar wortelknollen niet zelf splitsen voor vermenigvuldiging. Daarvoor is er menselijke tussenkomst nodig.
Dieren kunnen onbedoeld bijdragen aan de splitsing en verspreiding van dahliaknollen. Dat gebeurt op twee manieren: (1) door te graven en de grond te verstoren, waardoor knollen losraken of beschadigd worden; en (2) door knollen te verslepen, waarbij achtergelaten stukken op een nieuwe plek kunnen uitlopen.
Ongeslachtelijke voortplanting is een voortplantingswijze waarbij er uit een deel van een organisme een nieuw organisme ontstaat. Er is er geen sprake van voortplantingscellen, dus ook niet van bevruchting.
Bij planten kunnen er op die manier dochterplanten ontstaan uit een moederplant. Die dochterplanten hebben dezelfde erfelijke kenmerken (kenmerken die worden doorgegeven aan de volgende generatie) als de moederplant. Het zijn klonen.
Ongeslachtelijke voortplanting kan op natuurlijke wijze gebeuren. Dat betekent: zonder tussenkomst van de mens. Zo kunnen er nieuwe planten ontstaan uit delen van een oude plant via bijvoorbeeld bollen, wortelknollen, stengelknollen, broedknoppen, uitlopers en wortelstokken.
De ongeslachtelijke voortplantingswijze heeft als voordeel dat ze in veel situaties gemakkelijker en sneller werkt dan de geslachtelijke voortplantingswijze. Een nadeel is dat klonen bij veranderde leefomstandigheden allemaal kunnen sterven, als ze zich niet kunnen aanpassen.
X Maak oefening 12 en 13 op p. XXX.
Afb 42 Behalve uit wortelknollen bestaat het wortelstelsel van de dahlia uit fijne wortels, die dienen voor de opname van water en mineralen en voor de verankering van de plant in de bodem.
Afb 43 bloemen van de dahliaplant
WEETJE
Ongeslachtelijke voortplanting bij planten op kunstmatige wijze
OPDRACHT 14
Soms steekt de mens de natuur een handje toe bij de voortplanting van planten.
Bekijk de drie meest toegepaste technieken van kunstmatige ongeslachtelijke voortplanting: enten, stekken en afleggen. Bij welke vorm van ongeslachtelijke voortplanting krijgt de nieuwe plant tijdelijk nog voeding van de moederplant?
Ongeslachtelijke voortplanting op kunstmatige wijze betekent dat de mens een handje toesteekt om de moederplant te vermenigvuldigen. Daar kunnen verschillende technieken voor worden gebruikt.
A Enten
Bij enten laat men een stukje tak met knoppen van een bepaalde plant vergroeien met de stam van een kort gesnoeide, gewortelde plant.
Afb 44 jonge scheuten van een appelvariëteit, geënt op de stam van een wilde appelboom
WEETJE
Bij het enten van appelbomen neem je een takje van een bepaalde appelsoort en verbind je dat met een andere appelboom die sterke wortels heeft. Het takje, de ‘ent’ genoemd, groeit dan verder en krijgt dezelfde soort appels als de boom waar het takje vandaan komt. De onderkant van de boom, de ‘onderstam’, zorgt ervoor dat de boom goed groeit en gezond blijft.
B Stekken
Bij stekken plaatst men afgesneden plantendelen in vochtige grond of in water, zodat ze wortels vormen en uitgroeien tot een nieuwe plant.
Afleggen is een tak van een struik ombuigen en een gedeelte ervan ingraven in de grond. Na wortelvorming wordt de verbinding met de moederplant gebroken, zodat je een nieuwe, onafhankelijke plant verkrijgt.
Planten kweken via ongeslachtelijke voortplanting biedt de plantenteler een aantal economische voordelen (hij wordt er financieel beter van):
• Als de moederplant goede eigenschappen heeft, weet de teler dat de dochterplanten die eigenschappen ook zullen hebben.
• Als planten dezelfde eigenschappen hebben, verloopt de teelt veel eenvoudiger. De kweekomstandigheden, zoals de hoeveelheid en de aard van de bemesting, de temperatuur en de vochtigheid, zijn voor alle planten hetzelfde.
Ongeslachtelijke voortplanting op kunstmatige wijze bekent dat de mens tussenbeide komt bij de vermenigvuldiging van planten.
Voorbeelden van technieken die de mens daarbij toepast, zijn enten, stekken en afleggen.
Planten kweken via ongeslachtelijke voortplanting biedt de plantenteler een aantal economische voordelen.
X Maak oefening 14 en 15 op p. XXX.
Afb 45 een geraniumplant vermenigvuldigen via stekken
Afb 46 een rododendron vermenigvuldigen via afleggen
1 Kenmerken van geslachtelijke voortplanting bij planten
• Voortplantingswijze met unieke voortplantingscellen: stuifmeelkorrels en eicellen.
• Altijd bevruchting.
• De bevruchte eicel ontwikkelt zich tot een embryo binnen in een zaad
Door zaadkieming groeit het embryo uit tot een volwaardige plant.
• Unieke nakomelingen waardoor grote variatie binnen de soort ontstaat.
2 Proces van geslachtelijke voortplanting bij planten
Vul de stappen van het proces voor geslachtelijke voortplanting bij planten aan. Kies uit: bloei – bestuiving – bevruchting – zaad- en vruchtvorming – zaadkieming – groei
3 Kenmerken van ongeslachtelijke voortplanting bij planten
• Voortplanting zonder voortplantingscellen.
• Nooit bevruchting.
• Dochterplanten hebben dezelfde erfelijke kenmerken als de moederplant. Het zijn klonen. bloemplant met bloemen
zaden in de vrucht
• Uit een deel van één ouder (moederplant) ontstaat er een nieuw organisme (dochterplant).
Zijn de volgende beweringen juist of fout?
Kruis het antwoord aan in de tabel.
Zaadbeginsels brengen zaadcellen voort.
De functie van stuifmeelkorrels kun je vergelijken met de functie van zaadcellen bij dieren.
In een helmknop zitten stuifmeelkorrels en in een zaadbeginsel vind je eicellen.
Alle bloemen hebben zowel meeldraden als stampers.
Afbeelding XXX toont drie stuifmeelkorrels op een stempel.
a Welke aanpassing vertoont het oppervlak van de stuifmeelkorrels om houvast te hebben op de stempel of om te blijven kleven aan de behaarde poten van een insect?
Wat is de belangrijkste reden dat een plantenembryo in een zaad in rust blijft?
Duid aan.
Het embryo wacht tot de omstandigheden geschikt zijn voor groei.
Het embryo moet eerst energie verzamelen.
Het embryo heeft geen water nodig om te groeien.
Het embryo is nog niet volledig ontwikkeld.
Welke uitspraken zijn van toepassing bij ongeslachtelijke en bij geslachtelijke voortplanting?
Duid aan.
a Er zijn twee ouderorganismen bij betrokken.
b De nakomelingen die uit een ouderorganisme ontstaan, hebben dezelfde erfelijke kenmerken.
c Er zijn altijd mannelijke en vrouwelijke voortplantingsorganen nodig.
d Elke nakomeling is uniek.
e De dochterorganismen hebben dezelfde erfelijke kenmerken als het moederorganisme.
f Er zijn altijd mannelijke en vrouwelijke voortplantingscellen bij betrokken.
g Er zijn geen voortplantingscellen bij betrokken.
h Er ontstaat een nakomeling met een unieke combinatie aan erfelijke kenmerken.
i Er zijn nooit twee ouderorganismen bij betrokken.
ONGESLACHTELIJKE VOORTPLANTING
GESLACHTELIJKE VOORTPLANTING
Afb 48
Doordat er zand wordt weggegraven, komt een deel van de ondergrondse stengel van zandzegge bloot te liggen (zie rode pijlen). Zandzegge vermeerdert zich gemakkelijk in het duinzand en houdt het zand goed vast met zijn ondergrondse netwerk van stengels. Welke vorm van ongeslachtelijke voortplanting tref je aan bij zandzegge?
Hoe verlopen de geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij dieren?
Sommige dieren gaan letterlijk de strijd aan om de perfecte partner te vinden en zich geslachtelijk voort te planten. Andere redden het helemaal alleen en planten zich ongeslachtelijk voort. Van spectaculaire paringsdansen tot het simpelweg kopiëren van zichzelf: de natuur heeft een uitgebreid arsenaal aan voortplantingswijzen. Elke manier is bovendien perfect afgestemd op de uitdagingen van het dierenrijk.
LEERDOELEN
Je kunt al:
L kenmerken geven van geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij planten;
a Hoe noem je – bij zowel planten als dieren – de fase waarin de zaadcelkern versmelt met de eicelkern?
b Wat wordt er via de zaadcelkern en de eicelkern doorgegeven aan de volgende generatie?
Duid aan.
voedingsstoffen voor de groei van het embryo
de erfelijke kenmerken van de ouders
zuurstof voor de eerste celdelingen
energie om de bevruchting mogelijk te maken
3 'Zowel bij planten als bij dieren zijn de voortplantingscellen uniek.'
In die zin betekent het woord 'uniek' dat:
de voortplantingscellen bij alle organismen voorkomen;
de voortplantingscellen bij alle organismen hetzelfde zijn;
elke voortplantingscel anders is en een eigen combinatie van erfelijke kenmerken heeft;
voortplantingscellen meerdere keren kunnen worden gebruikt.
4 Zowel bij planten als bij dieren zorgt geslachtelijke voortplanting voor unieke nakomelingen en daardoor voor veel variatie binnen de soort.
Waarom verhoogt die variatie de overlevingskans bij veranderende leefomstandigheden?
Geslachtelijke voortplanting bij planten en dieren toont enkele opvallende gelijkenissen:
• de productie van geslachtelijke voortplantingscellen;
• de bevruchting, waarbij een zaadcelkern versmelt met een eicelkern
• unieke nakomelingen met een unieke combinatie van erfelijke kenmerken die afkomstig zijn van de ouders. Daardoor is er veel variatie binnen de soort.
X Maak oefening 1 op p. XXX.
2 Vormen van geslachtelijke voortplanting bij dieren
2.1
Geslachtelijke voortplanting met uitwendige bevruchting
A Wat betekent uitwendige bevruchting?
Uitwendige bevruchting betekent dat eicellen en zaadcellen bij dieren buiten het lichaam samenkomen om nakomelingen te maken. Dat gebeurt meestal bij dieren die in het water leven.
Een paddenvrouwtje legt bijvoorbeeld haar eicellen in het water, en het mannetje laat zijn zaadcellen erbij komen. Zo ontstaan er bevruchte eicellen, waaruit er door celdeling nakomelingen groeien.
Afb 53 Hoewel volwassen amfibieën ook op het land leven, moeten ze terug naar het water om zich voort te planten.
A Eicellen van een paddenwijfje worden uitwendig bevrucht door zaadcellen van een paddenmannetje.
B Een paddensnoer is een door gelei omgeven snoer van paddeneitjes.
1 Waarom hebben veel dieren die uitwendige bevruchting gebruiken, vaak grote aantallen eicellen en zaadcellen?
2 Waarom vindt uitwendige bevruchting plaats in het water?
B Voordelen van uitwendige bevruchting
Er zijn verschillende voordelen aan uitwendige bevruchting.
• Groot aantal nakomelingen Organismen die aan uitwendige bevruchting doen, produceren vaak veel eicellen en zaadcellen. Dat verhoogt de kans dat er ten minste enkele nakomelingen overleven, ondanks de aanwezigheid van roofdieren en andere risico’s.
• Snelle verspreiding van nakomelingen Vooral in zeeën en rivieren kunnen eieren en larven via waterstromen over een groot gebied worden verspreid. Dat vergroot de kans dat ze een geschikte leefomgeving vinden.
Afb 54 Uit de eieren van kikkers komt na enkele dagen een groot aantal larven of kikkervisjes tevoorschijn.
C Nadelen van uitwendige bevruchting
Aan uitwendige bevruchting zijn ook nadelen verbonden.
• Hoge sterfte
Veel eitjes en larven worden opgegeten door roofdieren of sterven door ongunstige omstandigheden, zoals stroming of een gebrek aan voedsel.
• Afhankelijkheid van water
Uitwendige bevruchting is vrijwel uitsluitend mogelijk in een waterig milieu, omdat voortplantingscellen zonder water snel uitdrogen en sterven.
• Onzekere bevruchting
Omdat de eicellen en zaadcellen niet meteen worden samengebracht, is de kans op een succesvolle bevruchting lager dan bij inwendige bevruchting.
• Meestal geen ouderzorg
Ouders zorgen meestal niet voor de eieren en larven, die onbeschermd worden achtergelaten. De eieren en larven zijn daardoor hulpeloos blootgesteld aan vijanden en omgevingsgevaren.
Bij uitwendige bevruchting is er geen broedzorg. Enkele soorten, zoals de stekelbaars, vormen daarop een uitzondering. Het vrouwtje legt haar eitjes in een door het mannetje gebouwd nest, waarna het mannetje zijn zaadcellen over de eitjes vrijlaat om ze te bevruchten. Daarna bewaakt het mannetje het nest, ventileert hij de eitjes met zijn vinnen om ze zuurstofgas te geven, en beschermt hij ze tegen roofdieren. Hij blijft bij het nest totdat de jongen uitkomen.
Afb 55 Enkele vijanden van kikkerlarven zijn de jonge aalscholver (A) en de larve van een grote duikkever (B).
Afb 56 In deze uitdrogende waterplas hebben eitjes en larven weinig overlevingskans.
Afb. 57 Een mannelijke stelbaars bouwt een nest van planten.
Geslachtelijke voortplanting met inwendige bevruchting
A Wat betekent inwendige bevruchting?
Inwendige bevruchting is een manier van voortplanten waarbij de zaadcel van het mannetje de eicel van het vrouwtje bevrucht in het lichaam van het vrouwtje. Dat gebeurt bijvoorbeeld bij zoogdieren, vogels en veel reptielen.
Afb. 58 Een mannelijke olifant (een stier of bul genoemd) brengt zijn penis in de vagina van het wijfje (een koe genoemd), waardoor de eicel in het lichaam van het wijfje kan worden bevrucht.
Waarom zijn er bij inwendige bevruchting minder voortplantingscellen nodig?
B Voordelen van inwendige bevruchting
Een inwendige bevruchting bij dieren kent de volgende voordelen
• Hogere kans op succesvolle bevruchting
Omdat de zaadcellen rechtstreeks in het lichaam van het vrouwtje worden gebracht, is de kans op een succesvolle bevruchting veel groter dan bij voortplanting met uitwendige bevruchting.
• Bescherming van embryo’s en ouderzorg
Het belangrijkste voordeel van inwendige bevruchting is dat het embryo goed beschermd is tegen gevaarlijke omgevingen, zoals uitdroging of roofdieren. De ontwikkeling van het embryo gebeurt bij zoogdieren binnen het lichaam van het vrouwtje en bij reptielen en vogels in een ei dat beschermd is door een harde eischaal. Dat verhoogt de overlevingskansen van de nakomelingen. Bij zoogdieren en vogels is ouderzorg de algemene regel, bij reptielen uitzonderlijk.
Afb 59 Een kangoeroemoeder draagt haar jong in de buidel
Afb 60 Ouderzorg of broedzorg bij reptielen is relatief zeldzaam. Het krokodillenwijfje doet dat wel
C Nadelen van inwendige bevruchting
Een inwendige bevruchting kent ook enkele nadelen
• Kleiner aantal nakomelingen
In vergelijking met uitwendige bevruchting, zoals bij vissen en amfibieën, produceert geslachtelijke voortplanting met inwendige bevruchting vaak minder nakomelingen. Dat kan het risico op voortplantingssucces van de soort verminderen, als er iets met de nakomelingen gebeurt.
• Meer energie
Het vergt doorgaans meer energie om de nakomelingen groot te brengen, om hun overleving te garanderen.
Bij geslachtelijke voortplanting bij dieren kan de bevruchting uitwendig of inwendig gebeuren.
• Geslachtelijke voortplanting met uitwendige bevruchting
De samensmelting van eicel en zaadcel gebeurt buiten het lichaam van het organisme, meestal in een waterige omgeving (zoals bij vissen en amfibieën).
• Geslachtelijke voortplanting met inwendige bevruchting
De samensmelting van eicel en zaadcel gebeurt binnen het lichaam van het organisme (zoals bij zoogdieren, vogels en reptielen).
Beide gevallen van geslachtelijke voortplanting hebben voordelen (+) en nadelen (–):
• bescherming van eieren en embryo’s, en ouderzorg voor jongen
• kleiner aantal nakomelingen
• veel energie nodig
Afb. 61 Waakzaamheid van een kudde volwassen olifanten om hun jong (kalf) te beschermen tegen roofdieren, vergt extra energie.
3 Ongeslachtelijke voortplanting bij dieren
OPDRACHT 19
Ongeslachtelijke voortplanting bij dieren heeft dezelfde basiskenmerken als bij planten. Beantwoord de vragen.
1 Hoeveel ouders zijn er betrokken bij die voortplantingswijze?
één ouder
twee ouders
heel veel ouders
2 Is er sprake van bevruchting?
ja
nee
3 Zijn de nakomelingen uniek of zijn het klonen?
uniek
klonen
OPDRACHT 20
Platwormen hebben een unieke manier van voortplanten waar geen partner voor nodig is. Vaak per ongeluk, bijvoorbeeld als de worm gewond raakt of wordt aangevallen en zich in tweeën splitst, kunnen de afzonderlijke stukken uitgroeien tot nieuwe, volledige wormen.
1 Duid aan.
De manier van voortplanten die platwormen gebruiken, is GESLACHTELIJK / ONGESLACHTELIJK.
3 Waarom is ongeslachtelijke voortplanting voordelig voor platwormen?
Het zorgt voor variatie binnen de soortgenoten.
Het maakt snelle vermenigvuldiging mogelijk, zonder dat er een partner nodig is.
Het voorkomt dat de soort uitsterft.
Het helpt om voedsel te zoeken.
Afb 62 een zwarte platworm
Afb 63 een schematische weergave van het voortplantingsproces van een platworm
OPDRACHT 21
Bestudeer op de volgende afbeelding de levenscyclus van een kwal.
In het leven van dat dier komen er twee fasen voor waarin het dier zich op twee verschillende manieren voortplant. Ze worden op de afbeelding aangeduid door de cijfers 1 en 2.
Afb 64 Een kwal in de poliepfase (vastzittend) besluit om zich voort te planten, en verandert in kleine kwalletjes, die geleidelijk loskomen van elkaar. De kwalletjes krijgen tentakels en worden volwassen, rondzwemmende kwallen.
1 Noteer het nummer van de fase waarin de kwal zich geslachtelijk voortplant. Motiveer je keuze.
2 Is er daar sprake van inwendige bevruchting, uitwendige bevruchting of geen van beide? Motiveer je antwoord.
3 Noteer het nummer van de fase waarin de kwal zich ongeslachtelijk voortplant. Motiveer je keuze.
4 Hoe noem je het dier dat aan ongeslachtelijke voortplanting doet?
Net zoals bij planten is ongeslachtelijke voortplanting bij dieren een voortplantingswijze waarbij er maar één ouder nodig is. Het nieuwe dier dat ontstaat, is eigenlijk een kopie of kloon van die ouder. Dat gebeurt zonder samenkomst van een eicel en een zaadcel. Er is dus geen bevruchting.
Ongeslachtelijke voortplanting bij dieren kan in de natuur op verschillende manieren gebeuren. Je bekijkt enkele voorbeelden.
• Knopvorming
Uit een ouderorganisme groeit geleidelijk een uitstulping of knop. Dat uitgroeisel ontwikkelt zich tot een volledig functioneel individu.
Bij sommige soorten, zoals de zoetwaterpoliep, breekt de kloon na enige tijd af en zet hij zich op een andere plaats vast om een zelfstandig leven te beginnen.
Bij andere soorten, zoals steenkoralen, blijven de nieuwe poliepen verbonden met de oorspronkelijke poliep, waardoor het koraal een kolonie vormt.
Afb. 65 een zoetwaterpoliep
Afb. 66 het proces van knopvorming
Afb 67 Steenkoralen vormen een kolonie.
jonge poliep knop
• Fragmentatie
Bij fragmentatie breekt er een stuk van een organisme af, zoals een arm van een zeester of een fragment van een platworm. Dat deel groeit uiteindelijk uit tot een nieuw individu.
Afb 68 Wanneer een deel van het lichaam van een zeester afbreekt, kunnen beide delen opnieuw uitgroeien tot een nieuwe zeester.
Afb 69 ongeslachtelijke voortplanting door fragmentatie bij de rondworm
Bij steenkoralen kunnen stukken van een koraalkolonie afbreken (bijvoorbeeld door een storm) en op een nieuwe plek doorgroeien tot een nieuwe kolonie.
Ongeslachtelijke voortplanting gebeurt dus relatief snel en verbruikt weinig energie. Het nadeel van ongeslachtelijke voortplanting is dat alle nakomelingen precies hetzelfde zijn, waardoor ze kwetsbaarder zijn voor ziekten of veranderingen in de omgeving. Als ze zich niet kunnen aanpassen aan de leefomstandigheden, sterven ze allemaal.
Bij zowel planten als dieren beantwoordt ongeslachtelijke voortplanting aan de volgende kenmerken:
• Er is maar één ouder nodig.
• De nakomelingen zijn klonen van die ouder.
• De nakomelingen ontstaan nooit uit bevruchting
ONGESLACHTELIJKE VOORTPLANTING
• snel, want er is geen partner nodig
+
–
• energiezuinig
• kwetsbaar voor ziekten of bij veranderingen van de leefomstandigheden
X Maak oefening 5 tot en met 8 op p. XXX.
+
GESLACHTELIJKE VOORTPLANTING
Geslachtelijke voortplanting bij dieren kan met inwendige of uitwendige bevruchting gebeuren
Vissen kennen een INWENDIGE / UITWENDIGE bevruchting. Dat betekent dat de ei- en zaadcellen IN / BUITEN het lichaam samenkomen om nakomelingen te maken.
Afb
Bij varkens gebeurt de bevruchting INWENDIG / UITWENDIG. De zaadcel bevrucht de eicel dan IN / BUITEN het lichaam van het vrouwtje.
Som de voordelen van een uitwendige bevruchting op.
ONGESLACHTELIJKE VOORTPLANTING
Ongeslachtelijke voortplanting bij dieren is een voortplantingswijze met:
Niet alleen planten en dieren, maar ook mensen planten zich voort. Mannen en vrouwen beschikken daarvoor over voortplantingssystemen, die ingenieus samenwerken. De voortplanting bij de mens is nauw verweven met de veranderingen en ontdekkingen die plaatsvinden tijdens de puberteit, wanneer jongeren hun lichaam beter leren kennen.
Hoofdstuk 1 Wat is de functie van de voortplantingsorganen?
1 Het mannelijk voortplantingsstelsel
2 Het vrouwelijk voortplantingsstelsel
3 De puberteit
Het wonder van de voortplanting
WAT GEBEURT ER?
Lees de tekstjes met medische (wonder)verhalen over de voortplanting.
De geboorte van Louise Brown in 1978 was een bijzondere gebeurtenis. Zij was de eerste baby die via ivf ter wereld kwam. Ivf is een voortplantingstechniek waarbij rijpe eicellen in een schaaltje worden gelegd, waarna er zaadcellen worden toegevoegd. Van de embryo’s die in de schaaltjes ontstaan, worden de beste in de baarmoeder gebracht. Daarna is het afwachten of er al dan niet een zwangerschap volgt.
Na een zwangerschap van slechts 21 weken en een dag, en met een gewicht van 420 gram, waren de overlevingskansen van de Amerikaanse baby Curtis Means minimaal. Een klein wonder: hij werd steeds sterker en is nu volgens Guinness World Records officieel de meest premature baby ooit die overleefde.
HOE ZIT DAT?
1 1 Wat is het verschil tussen natuurlijke voortplanting en ivf?
2 1 Hoelang duurt een gemiddelde zwangerschap bij mensen?
2 Waarom is het problematisch als een baby voor die termijn wordt geboren?
Opdat een vrouw zwanger wordt, moeten er enkele voorwaarden vervuld zijn. De eicel van de vrouw en de zaadcel van de man moeten verschillende hindernissen overwinnen om te kunnen versmelten met elkaar.
Welke weg leggen de ei- en zaadcel af in het lichaam van de man en de vrouw? En wat gebeurt er na de bevruchting met de baby in de buik van de moeder? Daarover kom je meer te weten in dit thema.
VERKEN
OPDRACHT 1
Beantwoord de vragen.
1 Welke stelsels zie je?
Noteer hun naam bij de afbeeldingen.
2 Noteer de naam van het omcirkelde orgaan. Kies uit: eierstok – nier – penis – urineblaas – baarmoeder
2 voorbehoedsmiddel in de vorm van een rubberen hoesje dat om de penis wordt gedaan
3 orgaan dat de buiten- en binnenkant van het voortplantingsstelsel bij vrouwen verbindt
4 maandelijkse bloeding bij vrouwen
12 proces waarbij er een baby groeit in de buik van de moeder
Afb. 7
Wat is de functie van de voortplantingsorganen?
In de puberteit ondergaat het lichaam langzaam talrijke veranderingen. De primaire geslachtsorganen worden actief en de secundaire geslachtskenmerken komen tot ontwikkeling. Het lichaam wordt in gereedheid gebracht om zich voort te planten. De voortplantingsorganen spelen een belangrijke rol in het ontstaan van nieuw leven.
In dit hoofdstuk ontdek je welke organen betrokken zijn, hoe ze werken en waarom ze belangrijk zijn.
L de twee soorten voortplantingscellen bij mens en dier opnoemen;
Je leert nu:
L de organen van het mannelijk en vrouwelijk voortplantingsstelsel aanduiden en benoemen;
L bij de verschillende organen de functie omschrijven;
L bij de voortplantingsorganen gelijkenissen en verschillen tussen man en vrouw ontdekken in functie van de voortplanting;
L de lichamelijke veranderingen tijdens de puberteit van een jongen en een meisje beschrijven;
L de sociale en emotionele veranderingen tijdens de puberteit beschrijven;
L uitleggen wat het verschil is tussen de organisatieniveaus bij de mens: cel, weefsel, orgaan en stelsel;
L uitleggen wat bevruchting bij dieren betekent.
L op een aangeboden tijdlijn van de menstruatiecyclus de eicelrijping, de eisprong, de vruchtbare periode en de menstruatie aanduiden;
L de verschillende fasen van de voortplanting situeren in de tijd en daarbij de volgende begrippen omschrijven: eisprong, zaadlozing, bevruchting, innesteling, embryonale en foetale fase van de zwangerschap, geboorte;
L de betekenis van anticonceptiemiddelen uitleggen;
L uitleggen waarom het condoom het beste beschermingsmiddel is tegen soa’s.
Afb. 8 Een zijaanzicht van het mannelijk voortplantingsstelsel. (Daardoor zijn het tweede zaadblaasje en de tweede klier van Cowper niet zichtbaar.)
1 Je ziet organen van het mannelijk voortplantingsstelsel, maar ook van het beenderstelsel en nog twee andere stelsels. Welke?
•
•
2 Noteer in de tabel de voortplantingsorganen en de structuren die passen bij elke functie. Maak gebruik van de lokalisatie van die organen op afbeelding XXX.
FUNCTIE
a Zorgt ervoor dat de temperatuur in de teelballen enkele graden lager is dan in de rest van het lichaam. Dat is belangrijk voor de zaadcelproductie.
b Produceren zaadcellen of spermacellen en mannelijke geslachtshormonen.
c Dienen als tijdelijke opslagplaatsen van zaadcellen, die er rijpen in een zaadvloeistof.
d Vervoeren de zaadcellen van de bijbal naar de urinebuis.
e Scheiden zaadvloeistof met voedingsstoffen en beschermstoffen voor de zaadcellen af in de zaadleiders.
f Scheidt zaadvloeistof af in de urinebuis en regelt de doorstroming van sperma en urine, waarbij sperma altijd voorrang krijgt.
g De holten lopen vol met bloed, bijvoorbeeld door seksuele opwinding, waardoor de penis in erectie komt (langer, dikker en harder wordt).
h Vormt het gevoelige uiteinde van de penis, dat een rol speelt bij seksuele opwinding.
i Beschermt de eikel tegen verwonding.
ORGAAN/STRUCTUUR
OPDRACHT 6 (VERVOLG)
3 Kleur op het vooraanzicht op afbeelding XXX met groen de weg die zaadcellen volgen in het mannelijk voortplantingsstelsel.
De balzak is een zakvormige huidplooi waarin de teelballen buiten de buikholte hangen. Daardoor is de temperatuur in de balzak ongeveer 2 °C lager dan in de buikholte. Dat is noodzakelijk voor een goede zaadcelproductie.
In de teelbal van een man worden er per dag ongeveer 70 miljoen zaadcellen gemaakt. Een aantal zaadcellen is misvormd: sommige hebben twee koppen, andere twee staarten … Stress, alcohol en roken zijn factoren die erg nadelig zijn voor een goede zaadcelproductie.
De voornaamste organen van het mannelijk voortplantingsstelsel en hun functies zijn:
• de balzak: beschermt de teelballen en zorgt voor een ideale temperatuur voor de zaadcelproductie;
• de twee teelballen: produceren zaadcellen en mannelijke geslachtshormonen (zie puberteit);
• de twee zaadleiders: transporteren zaadcellen;
• de klieren (zaadblaasjes, prostaatklier): produceren voedingsstoffen en beschermende stoffen voor de zaadcellen;
• de penis: brengt sperma in de vagina.
Sperma bestaat uit zaadcellen of spermacellen en vocht met voedingsstoffen en beschermende stoffen voor de zaadcellen.
X Maak oefening 1 op p. XXX.
Afb. 9 een vooraanzicht van de mannelijke voortplantingsorganen
Afb. 10 een zicht op spermacellen in een doorsnede van een teelbal
2 Het vrouwelijk voortplantingsstelsel
OPDRACHT 7
Herken de aangeduide voortplantingsorganen van het vrouwelijk voortplantingsstelsel. Noteer de juiste nummers op de afbeelding.
Afb. 11 een zij- en vooraanzicht van de uitwendige en inwendige geslachtsorganen van de vrouw.
NUMMER VROUWELIJK
VOORTPLANTINGSORGAAN
Afb 12 Een eicel heeft een diameter van 0,2 mm. Het is een van de grootste cellen van het menselijk lichaam.
OMSCHRIJVING
1 eierstok orgaan waarin de eicellen rijpen en waarin vrouwelijke hormonen worden geproduceerd
2 eileider kanaal dat de eicel naar de baarmoeder leidt
3 eileidertrechter verbreding aan het begin van de eileider
4 baarmoederhol en gespierd orgaan waarin een embryo zich kan ontwikkelen tot een jong organisme
5 baarmoederhals opening onderaan de baarmoeder
6 schede of vaginagespierd orgaan dat de ingang vormt van het vrouwelijk voortplantingsstelsel
7 schaamlippen huidplooien die de vaginaopening beschermen endeldarm
De voornaamste organen van het vrouwelijk voortplantingsstelsel en hun functies zijn:
• de vagina: de ingang van het vrouwelijk voortplantingsstelsel;
• de schaamlippen: beschermen de vagina;
• de twee eierstokken: produceren eicellen en vrouwelijke geslachtshormonen;
• de twee eileiders: transporteren eicellen;
• de baarmoeder: een hol, gespierd orgaan waarin een embryo zich tot een baby kan ontwikkelen.
X Maak oefening 2 en 3 op p. XXX.
WEETJE
De vorm van de eierstokken lijkt op een walnoot. De eierstokken liggen ingebed in bindweefsel dat de eierstokken vastmaakt aan een aantal organen, zoals de baarmoeder, en aan het bekken en de buikwand. Op die manier worden de eierstokken op hun plaats gehouden. Elke eierstok bevat al vanaf de geboorte een paar honderdduizend follikels. In elk van die met vocht gevulde blaasjes bevindt er zich een onrijpe eicel.
• De baarmoederhals produceert slijm dat, behalve in de periode van de eisprong, een prop vormt die de hals afsluit. Die slijmprop maakt het moeilijker voor lichaamsvreemde cellen of stoffen om binnen te dringen.
rijpe follikel
bindweefsel rijpende follikel bloedvaten
Afb. 13 een doorsnede van de rechtereierstok van een meisje dat de puberteit al heeft bereikt jonge follikel
• De vagina is onderaan gedeeltelijk afgesloten door een ringvormig weefsel, het maagdenvlies. Dat is dus geen vlies waar je doorheen kunt prikken. Waar de kleine schaamlippen vooraan samenkomen, ligt een klein orgaantje, de clitoris. Dat genotsorgaan bestaat uit weefsel dat bij seksuele opwinding door bloedtoevoer kan opzwellen.
Kanker is een ziekte die wordt gekenmerkt door een woekering van cellen. Doordat cellen onbeheerst delen, ontstaat er een gezwel of tumor
Een kankergezwel is levensbedreigend, omdat de woekerende cellen zich verder uitbreiden in omliggende weefsels en die weefsels verdringen. De kankercellen kunnen zich zelfs verspreiden naar andere plaatsen in het lichaam.
Baarmoederhalskanker is een traag groeiende kanker, die bijna altijd wordt veroorzaakt door een virus (het humaan papillomavirus). Dat virus wordt door een besmette persoon overgebracht op een niet-besmette persoon via huidcontact, vooral via geslachtsgemeenschap. De ziekteverwekker kan zowel mannen als vrouwen infecteren.
Er bestaat een vaccin tegen baarmoederhalskanker. Voor jongeren tussen de elf en dertien jaar is de vaccinatie gratis op school. Wanneer je gevaccineerd wordt, betekent dat dat er ongevaarlijke stoffen van het virus worden ingeënt (ingespoten). Als gevolg van de vaccinatie treedt je afweersysteem in werking Het afweersysteem bouwt daarbij ook een geheugen op. Als het virus voor baarmoederhalskanker in de toekomst je lichaam binnendringt, dan heeft je ‘getrainde’ afweersysteem, dankzij het geheugenmechanisme, meer kans om de strijd tegen het virus te winnen. De kans op baarmoederhalskanker is dus veel kleiner als je gevaccineerd bent.
Aan jonge meisjes raadt men aan om zich te laten vaccineren tegen baarmoederhalskanker. Het vaccin werkt het best als je nog niet in contact kwam met HPV, dus vóór je seksueel actief bent. Ook voor jongens is de vaccinatie nuttig. HPV speelt niet enkel een rol bij baarmoederhalskanker, maar ook bij het ontstaan van penis-, aars-, hoofd- en nekkankers.
3 De puberteit
Lichamelijke en socio-emotionele veranderingen 3.1
Je biologisch geslacht is niet hetzelfde als je gender. Je gender is je psychologisch geslacht: hoe jij je voelt (als jongen of meisje), wie je echt bent. Je biologisch en psychologisch geslacht vallen niet altijd samen. Sommige mensen die biologisch een man zijn, voelen zich eerder een vrouw en andersom.
Aan een pasgeboren baby kun je meteen zien of het een jongetje of een meisje is. De kenmerken waaraan je het biologisch geslacht herkent, worden geslachtskenmerken genoemd. Geslachtskenmerken die al voor de geboorte aanwezig zijn, noem je primaire geslachtskenmerken
Jongens en meisjes uit de kleuterklas en de eerste jaren van de basisschool lijken nog sterk op elkaar. Hun lichaam heeft dezelfde vorm en ook hun stemhoogte is gelijk.
Vanaf een bepaald ogenblik breekt er een periode aan waarin het lichaam heel wat veranderingen doormaakt. Je groeit zowel lichamelijk als geestelijk naar volwassenheid. Die overgangsperiode van kind naar volwassene is de puberteit. Er ontwikkelen zich secundaire geslachtskenmerken. Dat zijn lichamelijke kenmerken die zich pas ontwikkelen vanaf de puberteit en die verschillen naargelang het geslacht.
Afb. 16 Aan de primaire geslachtskenmerken herken je een jongetje (A) en een meisje (B).
Afb 17 tieners in de puberteit
OPDRACHT 8
Op afbeelding XXX zie je de uiterlijke ontwikkeling van meisjes en jongens tot een volwassen vrouw en man.
leeftijd 8 11 16 18
midden 20
Afb. 18 de schematische ontwikkeling van meisje tot vrouw en van jongen tot man
1 Welke verschillen zie je voor en na de puberteit?
Leid uit de afbeelding drie vrouwelijke en drie mannelijke secundaire geslachtskenmerken af.
1 Enkele secundaire geslachtskenmerken zijn niet af te leiden uit de afbeelding. Noem er twee bij de man en een bij de vrouw.
• bij de man:
• bij de vrouw:
Meestal bereiken meisjes sneller de volwassenheid dan jongens. Het ogenblik waarop de secundaire geslachtskenmerken zich ontwikkelen, is afhankelijk van hormonen. Dat zijn stoffen die door klieren worden gevormd en in het bloed worden afgegeven. Hormonen regelen de werking van organen in je lichaam. Geslachtshormonen worden geproduceerd door de teelballen en de eierstokken en zijn verantwoordelijk voor het ontstaan van de secundaire geslachtskenmerken.
De teelballen produceren het mannelijk geslachtshormoon testosteron. Daardoor ontstaan de secundaire mannelijke geslachtskenmerken en wordt de zaadcelproductie mogelijk. De eierstokken produceren onder andere het vrouwelijk geslachtshormoon oestrogeen, dat verantwoordelijk is voor de secundaire vrouwelijke geslachtskenmerken en de maandelijkse aangroei van het baarmoederslijmvlies.
hypofyse
Afb. 19 De hypofyse is een hersenaanhangsel dat hormonen afscheidt die de werking van je geslachtsorganen regelen.
SECUNDAIRE GESLACHTSKENMERKEN
MEISJE
VROUW JONGEN
WEETJE
Bij een jongen in de puberteit groeit het strottenhoofd onder invloed van mannelijke geslachtshormonen en worden de stembanden langer en dikker. Daardoor wordt de toonhoogte van de stem lager dan bij een meisje. WEETJE
De puberteit brengt niet alleen lichamelijke veranderingen met zich mee, maar ook typische wijzigingen in gedrag en emoties (socio-emotionele veranderingen genoemd). Jongeren zijn in die periode veel bezig met hun gevoelens, ook seksuele gevoelens. Je wilt loskomen van je ouders en andere opvoeders, om zo zelf je eigen grenzen af te tasten. Het verlangen om ‘erbij te horen’ kan in die periode heel sterk zijn. Ook hecht je meer belang aan je uiterlijk, en omdat de aandacht voor bepaalde personen toeneemt, word je soms smoorverliefd. Al die gedragsveranderingen zijn eigenlijk normale verschijnselen op weg naar de volwassenheid.
• Primaire geslachtskenmerken zijn kenmerken waaraan je het biologisch geslacht herkent en die al voor de geboorte aanwezig zijn.
• Secundaire geslachtskenmerken zijn lichamelijke kenmerken die zich pas ontwikkelen in de puberteit en die verschillen naargelang het geslacht.
De puberteit is de overgangsperiode van kind naar volwassene, waarin de secundaire geslachtskenmerken verschijnen en er opvallende wijzigingen in gedrag en emoties optreden. De puberteit is het gevolg van een sterk verhoogde productie van geslachtshormonen door de geslachtsklieren, namelijk de teelballen en de eierstokken.
Overzicht van de secundaire geslachtskenmerken:
BIJ MEISJES
• beharing rond de schaamstreek en onder de oksels
• beharing op het aangezicht en op de rest van het lichaam
• vergroting van de penis en de balzak
• bredere schouders
• stemverlaging
• zaadlozing
De
FASE 1 menstruatie
baarmoederslijmvlies wordt afgebroken
Als een bepaald gebeuren op regelmatige tijdstippen terugkeert, spreek je van een cyclus. Bij de menstruatiecyclus, die gemiddeld 28 dagen duurt en zich daarna herhaalt, kun je verschillende fasen onderscheiden.
Op afbeelding XXX zie je de invloed van de eierstok op het baarmoederslijmvlies. De follikelcellen van de groeiende follikels in de eierstok scheiden geslachtshormonen af, die de groei van het baarmoederslijmvlies stimuleren (fase 2). Na de eisprong (fase 3) blijft er nog een groot aantal follikelcellen van de opengebarsten follikel achter in de eierstok (fase 4). Na twee weken zijn ook die follikelcellen afgestorven, waardoor de productie van geslachtshormonen stilvalt. De menstruatie (fase 1) treedt op: het verdikte baarmoederslijmvlies wordt afgebroken.
eicel baarmoederholte bloedvaten sluiten bloed oude slijmlaag wordt verwijderd
Afb. 25 Het baarmoederslijmvlies sterft af als er geen innesteling plaatsvindt.
b Wat gebeurt er tijdens de menstruatie?
c Hoelang duurt de menstruatie ongeveer?
a Op de hoeveelste dag start de rijping van een nieuwe follikel?
b In welk voortplantingsorgaan vindt de rijping plaats?
c Wat gebeurt er tijdens de eicel- en follikelrijping?
a Op de hoeveelste dag voor het einde van de cyclus komt de eicel vrij?
b Hoe heet dat verschijnsel?
a Hoeveel dagen (na de eisprong) blijft het verdikte baarmoederslijmvlies in stand?
b Vanaf de hoeveelste dag sterft het baarmoederslijmvlies af?
c Op welke dag begint het baarmoederslijmvlies af te brokkelen?
OPDRACHT 9 (VERVOLG)
2 Stel op de onderstaande tijdlijn de menstruatiecyclus schematisch voor door de vakjes van de afbeelding in te kleuren:
• menstruatie: rood;
• rijping van de follikel: groen;
• eisprong: geel.
3 Onderstreep in het blauw de nummers van de dagen waarop het baarmoederslijmvlies groeit en meer wordt doorbloed. Veronderstel dat er geen bevruchting is geweest.
De cyclus start met de vervanging van het baarmoederslijmvlies. De oude, sterk doorbloede slijmlaag vloeit met wat bloed via de vagina naar buiten.
De tijd die het lichaam nodig heeft om die oude slijmlaag te verwijderen, varieert van vier tot vijf dagen. Dat maandelijkse verschijnsel noem je menstruatie.
Tijdens die periode kunnen vrouwen last hebben van pijn en krampen in de onderbuik of andere klachten, zoals rug- en hoofdpijn, pijnlijke borsten en een opgeblazen gevoel.
Fase 2: de eicel- en follikelrijping
Als de menstruatie op haar einde loopt, begint de rijping van een eicel binnen de follikel. Er wordt ook langzaam een nieuw baarmoederslijmvlies op de baarmoederwand gevormd.
Er zijn meerdere follikels die starten met het rijpingsproces, maar meestal is er slechts één follikel met eicel die volledig rijpt.
Fase 3: de eisprong
Veertien dagen voor het einde van de cyclus is de eicel rijp. Nadat de rijpe follikelcel is opengebarsten, komt de eicel vrij uit de eierstok. Dat moment noem je de eisprong (of ovulatie).
De eicel wordt opgevangen door de eileidertrechter en schuift dan door naar de baarmoeder.
Fase 4: wachten op een eventuele innesteling
De tocht van de eicel naar de baarmoeder duurt ongeveer vijf dagen. De eicel, die een levensduur van maximaal 24 uur heeft, wordt door de trilhaartjes in de eileider naar de baarmoeder geduwd. Om tot een bevruchting te komen, moet de ontmoeting met een zaadcel al in het begin van de eileider plaatsvinden.
Tussen dag 19 en 25 komt de eicel terecht in de baarmoederholte.
Het baarmoederslijmvlies verdikt en er worden veel bloedvaatjes aangemaakt door de invloed van geslachtshormonen. Het verdikte baarmoederslijmvlies houdt zich na de eisprong ongeveer twaalf dagen klaar om het eventuele embryo te laten innestelen. Als er geen innesteling heeft plaatsgevonden, stopt de bloedtoevoer via bloedvaten. Ongeveer vanaf de 25e dag sterft het baarmoederslijmvlies af, doordat de productie van geslachtshormonen vermindert.
Rond de 28e dag begint het af te brokkelen en vindt er een nieuwe menstruatie plaats. Een nieuwe menstruatiecyclus is dan gestart.
Op de kalender heeft een vrouw twee eisprongen aangeduid (rode vakjes).
Afb 26 De menstruatiefase: het baarmoederslijmvlies brokkelt af en wordt met wat bloed afgevoerd naar buiten.
1 Omcirkel de dagen van de menstruatie in het rood.
2 Omcirkel de volgende eisprong in het groen.
De menstruatiecyclus bestaat uit vier fasen:
1 de menstruatie of maandstonden; 2 de eicel- en follikelrijping;
3 de eisprong; 4 wachten op een eventuele innesteling.
De eierstok heeft een invloed op de opbouw en afbraak van het baarmoederslijmvlies via de hoeveelheid geslachtshormonen die door de follikelcellen worden geproduceerd.
X Maak oefening 9 en 10 op p. XXX.
WEETJE
Lichaamshygiëne tijdens de menstruatiecyclus
Afb 28 Maandverband, tampons en een menstruatiecup kunnen worden gebruikt om menstruatiebloed op te vangen.
Om het slijmvlies en het bloed op te vangen tijdens de menstruatie, bestaan er maand-verband, tampons en menstruatiecups Maandverband kleef je in je onderbroek, waardoor de bovenkant tegen de opening van de vagina zit. Een tampon breng je in de vagina in, waar hij het slijmvlies en het bloed opneemt. Een menstruatiecup breng je in de vagina in, waar hij langzaam volloopt. Om de vier tot zes uur moet je hem legen, afspoelen en weer inbrengen. Tijdens de menstruatie is het bovendien belangrijk dat je je goed wast tussen de schaamlippen (zonder zeep).
het gebruik van maandverband, een tampon en een menstruatiecup
Voor de dagelijkse hygiëne bij meisjes is een inlegkruisje erg handig. Het dient om witverlies uit de vagina op te vangen. Witverlies is helder of witgeel vocht dat wordt afgescheiden door het slijmvlies dat de wand van de vagina bedekt. Witverlies is nodig om de vagina te beschermen tegen infecties. De samenstelling en de kleur van het vocht variëren gedurende de menstruatiecyclus. Ook maandverband en tampons moet je enkele keren per dag vervangen, omdat het bloed door bacteriën kan bederven en infecties kan veroorzaken.
1 de teelballen beschermen
2 spermacellen en geslachtshormonen vormen
3 spermacellen vervoeren
4 voedingsstoffen en beschermende stoffen voor de spermacellen produceren
5 sperma in de vagina brengen
1 ingang van het vrouwelijk voortplantingsstelsel
2 de vagina beschermen
3 eicellen rijpen in deze organen; vorming van geslachtshormonen
4 eicellen vervoeren
5 hol, gespierd orgaan waarin een embryo zich kan ontwikkelen
De puberteit is de overgangsperiode van kind naar volwassene. De puberteit start onder invloed van de geslachtshormonen. Tijdens de puberteit ontwikkelen de PRIMAIRE / SECUNDAIRE geslachtskenmerken zich.
Tijdens de puberteit produceren jongens voor het eerst zaadcellen in hun teelballen. Vanaf dat moment zijn ze geslachtsrijp.
(Ze blijven continu zaadcellen maken tot op hoge leeftijd.) Jongens die in hun puberteit komen, merken meestal voor het eerst dat ze sperma produceren als ze tijdens hun slaap een spontane zaadlozing (= het vrijkomen van sperma uit de penis) hebben.
Waar bevinden de zaadcellen zich vlak voor de zaadlozing?
Duid aan.
de teelballen
de bijballen
de zaadblaasjes
de prostaatklier
Op de afbeelding zijn de geslachtsorganen van een man en een vrouw schematisch weergegeven.
De volgende functies van geslachtsorganen zijn gegeven:
1 opslag van rijpe geslachtscellen;
2 productie van geslachtscellen;
3 productie van hormonen.
Duid aan.
alleen 1
alleen 2
alleen 3
Welke functie(s) hebben orgaan A en orgaan B gemeenschappelijk?
alleen 1 en 2
alleen 2 en 3
1, 2 en 3
Afb 36
Zijn de uitspraken juist of fout? Verbeter indien nodig.
a Bij de eisprong komt een eicel binnen in de baarmoeder.
Wat gebeurt er van de bevruchting tot de geboorte?
Tenzij het ontstaan van een nieuwe mens plaatsvindt via medische technologie, zoals ivf in een laboratorium, begint ons leven met de bevruchting in de eileider. Daarna groeit er in de baarmoeder een klein hoopje cellen uit tot een baby.
In dit hoofdstuk volg je de ontwikkeling van dat nieuwe ongeboren leven, ontdek je het verschil tussen een embryo en een foetus, en leer je hoe de baby zich klaarmaakt om geboren te worden.
LEERDOELEN
Je kunt al:
L de organen van het mannelijk en vrouwelijk voortplantingsstelsel aanduiden en benoemen;
L de functie van de verschillende organen omschrijven.
L op een aangeboden tijdlijn van de menstruatiecyclus de eicelrijping, de eisprong, de vruchtbare periode en de menstruatie aanduiden;
L de verschillende fasen van de voortplanting situeren in de tijd en daarbij de volgende begrippen omschrijven: eisprong, zaadlozing, bevruchting, innesteling, embryonale en foetale fase van de zwangerschap, geboorte;
L de betekenis van anticonceptiemiddelen uitleggen;
L uitleggen waarom het condoom het beste beschermingsmiddel is tegen soa’s.
1 Geslachtsgemeenschap en de vruchtbare periode
Geslachtsgemeenschap is het binnendringen van de penis in de vagina. Gedurende de geslachtsgemeenschap beweegt de penis op en neer, waardoor de eikel geprikkeld wordt. Dat kan zorgen voor een zaadlozing: het sperma wordt dan naar buiten gedreven. Bij de zaadlozing komt er sperma met een paar honderd miljoen zaadcellen in de vagina terecht.
Zaadcellen kunnen in het lichaam van de vrouw drie tot vijf dagen overleven. Binnen die tijd moeten ze de eicel, die zelf niet beweeglijk is, bereiken om tot een bevruchting te komen. Je weet al dat de eicel na de eisprong maximaal 24 uur kan overleven.
Op de afbeelding vindt de eisprong plaats op de veertiende dag.
1 Waar precies komt de eicel terecht na de eisprong?
2 Op welke dagen kan geslachtsgemeenschap leiden tot bevruchting?
Kleur ze oranje.
Die periode noem je de vruchtbare periode in de menstruatiecyclus.
Afb. 38 de vruchtbare periode in de menstruatiecyclus
Geslachtsgemeenschap is het binnenbrengen van de penis in de vagina, waarna er een zaadlozing bij de man kan volgen.
De vruchtbare periode van een vrouw is de periode waarin geslachtsgemeenschap tot een bevruchting van de eicel kan leiden: ongeveer vanaf vijf dagen voor de eisprong tot één dag na de eisprong.
X Maak oefening 1, 2 en 3 op p. XXX.
In tegenstelling tot bij dieren kan geslachtsgemeenschap bij de mens meer dan een louter lichamelijk gebeuren zijn. Voor veel mensen is het een uiting van liefde, die steunt op respect voor elkaars gevoelens. Geslachtsgemeenschap, maar ook andere vormen van intimiteit, zoals elkaar omhelzen, zoenen en strelen, moet altijd met wederzijdse toestemming gebeuren. Als er iets gebeurt dat jij of jouw partner niet wil, spreekt men van ongewenst gedrag of seksueel grensoverschrijdend gedrag. Ook zonder toestemming intieme beelden van iemand anders delen, valt onder seksueel grensoverschrijdend gedrag. Het is bovendien strafbaar. Ongewenst gedrag kan het welzijn van iemand jarenlang en grondig verstoren.
2 Van eisprong tot bevruchting
OPDRACHT 12
Het witte orgaan op de afbeelding is een eierstok (lengte: ongeveer 4 cm).
Op de eierstok zie je een roodachtig blaasje dat – als het rijp is – zal openbarsten.
2 Hoe noem je het moment waarop het blaasje openbarst?
3 Wat gebeurt er dan precies?
OPDRACHT 13
Benoem in de tabel de structuren die zijn aangeduid op de afbeelding.
Afb. 40 een foto van een eierstok
Na de eisprong kan er enkel een bevruchting plaatsvinden als er zaadcellen aanwezig zijn in het begin van de eileider.
In het omhulsel rond de eicel komen er verschillende kleine openingen voor. Wanneer de kop van een zaadcel een passende opening heeft gevonden, dringt hij naar binnen (het middenstuk en de staart blijven achter). Daarna wordt het omhulsel rond de eicel ondoordringbaar voor andere zaadcellen.
De bevruchting is achter de rug op het ogenblik dat de celkernen van zaadcel en eicel samensmelten. Het resultaat van de bevruchting is een bevruchte eicel
De eisprong is het moment halverwege de menstruatiecyclus waarop een rijpe follikel in de eierstok openbarst en er een eicel vrijkomt.
Een eicel kan maar door één zaadcel worden bevrucht
De bevruchting vindt plaats in het begin van de eileider en is voltooid wanneer een zaadcelkern versmelt met de eicelkern
X Maak oefening 4 en 5 op p. XXX.
Afb 42 een eicel, omgeven door veel kleinere zaadcellen
Afb 43 het bevruchtingsproces zaadcel
TWEELINGEN
Soms hebben vrouwen een dubbele eisprong, omdat er twee follikels volledig rijpen en openbarsten. Er worden dan twee eicellen opgevangen in de eileidertrechter, die elk door een zaadcel kunnen worden bevrucht in het begin van de eileider.
Als beide bevruchte eicellen zich goed ontwikkelen, zal de vrouw zwanger zijn van een twee-eiige tweeling
Bekijk de afbeelding over het ontstaan van eeneiige tweelingen.
Duid in de tabel aan of de beweringen over eeneiige tweelingen juist of fout zijn.
embryo splitst in twee
Afb 45 het ontstaan van een twee-eiige tweeling
Een eicel werd bevrucht door twee zaadcellen.
Twee eicellen werden bevrucht door dezelfde zaadcel.
De vrouw moet binnen de 24 uur twee keer geslachtsgemeenschap hebben gehad.
Het embryo splitst zich in twee helften, die elk verder groeien.
eeneiige tweelingen
3 Innesteling van het embryo
De eerste dag na de bevruchting heeft de bevruchte eicel zich al gedeeld. Er zijn 2 cellen ontstaan. Bij de volgende celdelingen ontstaan er 4 cellen, daarna 8, 16, 32 … De bevruchte eicel is een embryo geworden.
Na vier dagen is het embryo verplaatst van de eileider naar de baarmoederholte. De voortbeweging van het embryo in de eileider gebeurt door peristaltiek van de eileider en door de beweging van trilharen op de binnenwand van de eileider.
Zodra het embryo in de baarmoederholte terechtkomt, zal het zich innestelen in het baarmoederslijmvlies. Op die manier ontstaat er een verbinding tussen moeder en kind, waarbij het embryo voedingsstoffen en zuurstofgas krijgt van de moeder. Langs die weg worden er ook afvalstoffen van het kind, zoals koolstofdioxide, teruggebracht naar de moeder.
De onderstaande afbeelding toont de belangrijke fasen in het voortplantingsproces.
Noteer de drie begrippen in de voorziene kaders.
eisprong – bevruchting – innesteling (van het embryo in het baarmoederslijmvlies)
Door celdeling wordt de bevruchte eicel een embryo.
Innesteling is de fase tijdens de zwangerschap waarin het embryo ingroeit in het sterk verdikte baarmoederslijmvlies.
X Maak oefening 6 op p. XXX.
4 De embryonale fase
De celdelingen van het embryo gaan onophoudelijk door, waardoor er organen worden gevormd. Die periode van orgaanvorming duurt ongeveer twee maanden en wordt de embryonale fase genoemd.
B Een embryo van vijf weken. Er verschijnen knoppen (1) waaruit de armpjes en beentjes zullen groeien.
Rond het embryo groeien vruchtvliezen, die een vruchtwaterzak of vruchtzak vormen. Die is gevuld met vruchtwater, waarin het kindje tot aan zijn geboorte gemakkelijk kan bewegen. De vruchtwaterzak beschermt het kindje tegen schokken en stoten, tegen uitdroging en tegen temperatuurschommelingen, en hij geeft de baby bewegingsruimte
Op de plaats waar het embryo zich heeft ingenesteld, ontstaat de moederkoek, een schijfvormig orgaan waarlangs het embryo stoffen uitwisselt met de moeder:
• Zuurstofgas en voedingsstoffen gaan vanuit het bloed van de moeder over naar het bloed van het kind.
• Koolstofdioxide en afvalstoffen uit het bloed van het kind komen terecht in het bloed van de moeder.
De moederkoek is niet alleen een uitwisselingsorgaan, maar ook een soort filter: hij laat bepaalde stoffen door en andere niet. Schadelijke stoffen in alcohol en sigarettenrook worden echter niet tegengehouden.
Het embryo is verbonden met de moederkoek via de navelstreng
Afb 47 de ontwikkeling van een embryo
Afb 48 menselijke embryo’s A Een embryo van ongeveer vier weken. Het hoofdje bevindt
Tijdens de zwangerschap vormt er zich in de baarmoederhals een slijmprop, die de toegang tot de baarmoeder afsluit. De rol van die slijmprop is om een barrière te vormen die voorkomt dat bacteriën en andere ziekteverwekkers de baarmoeder binnendringen. De slijmprop blijft constant aanwezig in de baarmoederhals gedurende de hele zwangerschap, totdat ze loskomt vlak voor de bevalling.
De embryonale fase is de fase tijdens de eerste twee maanden van de zwangerschap waarin alle organen worden gevormd.
De vruchtwaterzak met het vruchtwater beschermt de baby en geeft bewegingsruimte.
Het embryo staat via de navelstreng in verbinding met de moederkoek. De moederkoek ontstaat in het baarmoederslijmvlies en dient als een uitwisselingsorgaan voor stoffen tussen moeder en kind.
X Maak oefening 7 op p. XXX.
Afb 49
5 De foetale fase
Vanaf de derde maand van de zwangerschap heeft het kindje in de baarmoeder de typisch menselijke vorm. Je spreekt dan van een foetus. Tijdens de foetale fase, die eindigt met de bevalling, groeien de organen en treden ze in werking. Een normale zwangerschap duurt ongeveer negen maanden (veertig weken).
WEETJE
Voor de gezondheid van moeder en kind is het belangrijk om de zwangerschap goed op te volgen. Een gynaecoloog, een arts die gespecialiseerd is in het begeleiden van zwangerschappen, voert tijdens die periode daarom verschillende keren een echografie uit. Bij dat onderzoek worden er geluidsgolven, die je zelf niet kunt horen, uitgezonden door een speciaal apparaat. Die geluidsgolven weerkaatsen tegen de organen en weefsels in het lichaam. De weerkaatsingen worden omgezet in beelden, die zichtbaar zijn op een scherm. Zo kan de groei en de ontwikkeling van de organen worden opgevolgd.
De foetale groei duurt van de derde tot de negende maand.
Tijdens die fase:
• groeien de organen;
• treden de organen in werking.
X Maak oefening 8 en 9 op p. XXX.
Afb 50 De groei van de foetus in de baarmoeder. De buik wordt vooral dikker in de laatste twee maanden.
Afb 51 foetussen in de vruchtwaterzak
A een foetus van veertien weken
B een foetus van twintig weken A B
Afb 52 Op het scherm kun je zien hoe groot de baby is, hoe het hartje klopt, of alles goed groeit en waar de baby precies in de buik zit.
6 De geboorte
Tijdens de laatste week van de zwangerschap daalt de foetus naar de bodem van het bekken, met het hoofdje naar de baarmoederhals gekeerd. Die fase heet de indaling
Tijdens de geboorte zelf kun je drie fasen onderscheiden: de ontsluiting, de uitdrijving en de nageboorte. Je gaat er hier dieper op in.
De onderstaande tabel geeft de fasen van de geboorte schematisch weer. Bekijk de kenmerken van elke fase. Markeer wat past.
FASE VAN DE GEBOORTE
baarmoeder navelstreng moederkoek endeldarm
baarmoederhals
KENMERKEN
• De baarmoederspieren trekken samen. Dat noem je WEEËN / INDALING.
• De baarmoederhals wordt SMALLER / BREDER.
• De baarmoederhals wordt LANGER / KORTER.
• De vruchtvliezen scheuren, omdat de druk op de vruchtwaterzak GROTER / KLEINER wordt.
de uitdrijvingsfase
baarmoeder
moederkoek
• Tijdens de PERSWEEËN / NAWEEËN helpt de moeder actief mee door te persen bij elke wee.
• Het lichaamsdeel van de baby dat het eerst naar buiten komt, is: HET HOOFDJE / DE SCHOUDERS / DE BENEN.
• De MOEDERKOEK / NAVELSTRENG wordt afgebonden en doorgeknipt.
• Via de naweeën worden de volgende organen uitgestoten: NAVELSTRENG / MOEDERKOEK / VRUCHTWATER / VRUCHTVLIEZEN.
navelstreng
Afb 53 de ontsluitingsfase
Afb 54
Afb 55 de nageboorte
A De ontsluitingsfase
Tijdens de ontsluitingsfase wordt de geboorte aangekondigd door de weeën. Dat zijn regelmatig terugkerende samentrekkingen van de baarmoederspier. De eerste weeën komen om de vijftien tot dertig minuten. De opening van de baarmoederhals wordt breder: de baarmoederwand ontsluit zich.
Op het einde van de ontsluiting komen de weeën met almaar kortere tussenpozen terug. Bij elke wee werkt de moeder nu actief mee door te persen, waarbij haar buikspieren samentrekken. Dat noem je de persweeën. Het kindje wordt via de vagina uit het lichaam geduwd, het hoofdje eerst. Je spreekt van de uitdrijvingsfase. De navelstreng wordt doorgeknipt. De baby begint te huilen en vat vanaf nu zijn zelfstandig leven aan.
C De nageboorte
Enkele minuten na de geboorte komt de moederkoek los van de baarmoederwand. Hij wordt, samen met de rest van de navelstreng en de vruchtvliezen, via enkele naweeën naar buiten geperst. Die fase is de nageboorte.
Afb 56 de eerste weeën tijdens de ontsluitingsfase
Afb 57 Persweeën duwen de baby naar buiten tijdens de uitdrijvingsfase.
Afb 58 De navelstreng wordt doorgeknipt.
Afb 59 de navelstreng en de moederkoek
WEETJE
Bevallen met een keizersnede
Een keizersnede is een veilige en veelvoorkomende ingreep, maar wordt meestal alleen uitgevoerd als het medisch nodig is. Het is een manier om een baby ter wereld te brengen via een operatie. In plaats van een natuurlijke bevalling via de vagina, maakt de arts een snee in de buik van de moeder en de baarmoeder om de baby eruit te halen.
Een keizersnede kan gepland zijn, bijvoorbeeld wanneer een echo aantoont dat de baby in een ongunstige positie ligt, zoals een stuitligging (met de billen of voeten naar beneden). Een keizersnede kan onverwacht (met spoed) nodig zijn wanneer de bevalling niet goed vordert en de baby of de moeder uitgeput raakt.
• De ontsluitingsfase: de baarmoederhals ontsluit zich.
• De uitdrijvingsfase:
—De moeder perst bij elke perswee mee.
—De baby wordt geboren.
—De navelstreng wordt afgebonden en doorgeknipt.
• De nageboorte: de moederkoek, de vruchtvliezen en de rest van de navelstreng worden naar buiten geperst.
X Maak oefening 10 en 11 op p. XXX.
Afb
Afb 61 Bij een stuitligging ligt de baby met zijn billetjes of voeten naar beneden.
7
Hoe
voorkom je een zwangerschap en soa’s?
Welke vorm van anticonceptie kies je?
Middelen om een bevruchting en zwangerschap te verhinderen, noem je voorbehoedsmiddelen of anticonceptiemiddelen.
Sommige anticonceptiemiddelen beschermen je niet alleen tegen een mogelijke bevruchting of zwangerschap, maar ook tegen seksueel overdraagbare aandoeningen (soa’s). Dat zijn ziekten die worden overgedragen door bacteriën of virussen tijdens de geslachtsgemeenschap.
Een zwangerschap kun je voorkomen via natuurlijke anticonceptiemethoden of door gebruik te maken van kunstmatige anticonceptiemiddelen.
Natuurlijke anticonceptiemethoden 7.1
Als je voor natuurlijke anticonceptiemethoden kiest, heb je geen geslachtsgemeenschap tijdens de vruchtbare periode van de menstruatiecyclus of vrij je zonder dat er sperma in de vagina komt.
Die methoden zijn erg onbetrouwbaar. Natuurlijke anticonceptiemethoden beschermen ook niet tegen soa’s. Je bekijkt enkele voorbeelden.
A De kalendermethode
Betrouwbaarheid:
Bij de kalendermethode bepaal je je vruchtbare en onvruchtbare dagen op basis van je menstruatiecyclus. Die methode is onbetrouwbaar om verschillende redenen:
• De menstruatiecyclus is niet altijd regelmatig (geen perfecte cyclus van bijvoorbeeld 28 dagen).
• De dag van de eisprong kan verschuiven.
• Zaadcellen blijven lang leven. Zelfs als er vijf dagen voor de eisprong sperma is in het lichaam van een meisje of vrouw, kan ze zwanger worden.
Bij de temperatuurmethode meet je dagelijks je lichaamstemperatuur om de eisprong te herkennen. Na de eisprong stijgt de temperatuur meestal met 0,2 tot 0,5 °C. De temperatuur blijft verhoogd totdat de menstruatie begint.
Kunstmatige anticonceptiemiddelen
OPDRACHT 18
De onderstaande tabel beschrijft een aantal veelgebruikte anticonceptiemiddelen.
1 Duid aan of het anticonceptiemiddel bescherming biedt tegen een zwangerschap en/of soa’s.
2 Duid aan of het anticonceptiemiddel met of zonder hormonen werkt.
3 Geef met een pijltje de betrouwbaarheid van het anticonceptiemiddel aan.
MANNEN- EN VROUWENCONDOOM KOPERSPIRAALANTICONCEPTIEPILVAGINALE RING
Het mannencondoom is een rubberen omhulsel dat over de penis in erectie wordt geschoven voor de geslachtsgemeenschap. Bij een zaadlozing vangt het de zaadcellen op. Het vrouwencondoom is een doorzichtig, lang zakje. Het wordt door de vrouw in de vagina gebracht en vangt het sperma op.
Het koperspiraal is gemaakt van buigzaam plastic en is omwikkeld met koperdraad. Het wordt door een arts in de baarmoeder gebracht. Het koper rond het spiraal vermindert de activiteit van spermacellen en voorkomt de aangroei van baarmoederslijmvlies, waardoor er geen innesteling mogelijk is.
zwangerschap soa’s zwangerschap soa’s
met hormonen zonder hormonen
met hormonen zonder hormonen
De anticonceptiepil moet elke dag op hetzelfde tijdstip worden ingenomen. Ze bevat hormonen die de werking van de eierstokken beïnvloeden, waardoor een eisprong wordt tegengehouden.
De vaginale ring is een plastic ring die de vrouw in de vagina brengt. De ring scheidt hormonen af die ervoor zorgen dat de eisprong niet plaatsvindt. Na één maand moet de ring worden vervangen.
4 Bedenk enkele nadelen die verbonden zijn aan het gebruik van een condoom.
zwangerschap soa’s
met hormonen zonder hormonen
Afb 63 Afb 64
Afb 65 Afb 66
Seksueel overdraagbare aandoeningen of soa’s zijn een verzamelnaam voor regelmatig voorkomende besmettingsziekten die je voornamelijk door seksueel contact kunt oplopen, zoals via sperma, vaginale afscheiding, bloed of direct contact met geïnfecteerde slijmvliezen. De ziekteverwekkers van soa’s zijn bacteriën of virussen
Voor alle duidelijkheid: een soa krijg je niet als je uit het glas van een besmette persoon drinkt of als je na die persoon op de toiletbril gaat zitten. De ziekteverwekkers van een soa kunnen immers niet overleven buiten het lichaam. In het lichaam van een besmette persoon kunnen ze wel verwoestend tekeergaan.
WEETJE
Wat doen Chlamydia trachomatis-bacteriën in je lichaam?
• Ze nestelen zich in. Chlamidiabacteriën zoeken cellen op om in te gaan wonen. Dat zijn vaak cellen in de slijmvliezen van je geslachtsorganen of urinewegen. Ze gebruiken je cellen als een soort ‘fabriek’ om zichzelf te kopiëren. Ze maken steeds meer bacteriën, totdat de cel barst en de nieuwe bacteriën zich verspreiden naar andere cellen.
• Ze veroorzaken schade en ontstekingen.
De bacteriën irriteren je lichaam, wat kan leiden tot ontstekingen. Dat kan pijn, een branderig gevoel, abnormaal vrijkomen van vloeistof of slijm uit de vagina of penis, of andere klachten veroorzaken. Maar vaak merk je niets.
• Ze blijven actief als je niets doet.
Als de bacteriën niet worden behandeld, kunnen ze zich verder verspreiden in je lichaam. Bij vrouwen kunnen ze via de baarmoeder naar de eileiders gaan en daar ontstekingen veroorzaken.
Bij mannen kunnen ze de prostaat of de zaadleiders bereiken. Dat kan ernstige schade aanrichten.
Afb 67 een 3D-illustratie van Chlamydia trachomatis-bacteriën die uit een cel komen
Een soa kan verschillende gevolgen hebben. Dat hangt af van welke soa het is en of je op tijd wordt behandeld.
• Je kunt klachten krijgen, zoals jeuk of pijn in je schaamstreek, een branderig gevoel als je plast, of wratjes, blaasjes of vreemde plekjes op je huid.
• Een soa kan problemen geven als je ouder bent: als je een soa zoals chlamydia hebt en die niet laat behandelen, kun je later moeite hebben om kinderen te krijgen. Bij meisjes kan een soa zorgen voor ontstekingen in de buik. Bij jongens kan het zorgen voor pijn of ontstekingen in de teelballen.
• Je kunt een ander besmetten: als je seks hebt zonder een condoom te gebruiken, kun je een soa doorgeven aan iemand anders, ook als je zelf geen klachten hebt.
• Een baby kan ziek worden: als een vrouw een soa heeft en zwanger wordt, kan de baby ook ziek worden.
Een soa kun je voorkomen door een condoom te gebruiken tijdens de geslachtsgemeenschap. Laat je testen als je zonder condoom geslachtsgemeenschap had, vooral met een nieuwe partner. Wees altijd eerlijk tegen je partner als je denkt dat je een soa hebt.
Voorbehoedsmiddelen of anticonceptiemiddelen verhinderen een bevruchting en/of een zwangerschap. Sommige middelen zijn betrouwbaarder dan andere.
• Natuurlijke anticonceptiemiddelen, zoals de kalendermethode, vermijden geslachtsgemeenschap tijdens de vruchtbare periode en zijn niet betrouwbaar
• Kunstmatige anticonceptiemiddelen zijn middelen die gebruikmaken van medische of chemische technieken om een bevruchting of zwangerschap te voorkomen, zoals:
—het condoom (zowel voor mannen als voor vrouwen);
Het enige anticonceptiemiddel dat je niet alleen beschermt tegen een mogelijke bevruchting of zwangerschap, maar ook tegen seksueel overdraagbare aandoeningen (soa’s), is het condoom.
Soa’s zijn regelmatig voorkomende besmettingsziekten die je voornamelijk door seksueel contact kunt oplopen. De ziekteverwekkers van soa’s zijn bacteriën of virussen.
X Maak oefening 12 en 13 op p. XXX.
Afb. 68
VAN BEVRUCHTING TOT GEBOORTE
De belangrijkste fasen van de bevruchting tot de geboorte zijn:
BEVRUCHTING
EMBRYONALE FASE
Tijdens de van de vrouw (ongeveer vanaf vijf dagen voor de eisprong tot één dag na de eisprong) kan geslachtsgemeenschap leiden tot een bevruchting van de eicel.
Van nul tot maanden. Alle organen worden aangelegd. Er worden een aantal tijdelijke organen gevormd voor het embryo:
• De beschermt de baby en geeft bewegingsruimte.
• De moederkoek ontstaat op de plaats waar het embryo zich heeft ingenesteld, en dient als een uitwisselingsorgaan voor stoffen tussen moeder en kind.
• De navelstreng is de verbinding tussen en
Van drie tot negen maanden. Alle organen treden in werking.
Omvat drie fasen:
• De ontsluitingsfase: de opening van de baarmoederhals wordt breder. De vruchtvliezen breken.
• De uitdrijvingsfase: met persweeën wordt de baby uit het lichaam geduwd. De navelstreng wordt doorgeknipt en de longademhaling start.
• De nageboorte: via naweeën worden de moederkoek, de rest van de navelstreng en de vruchtvliezen uit het lichaam gedreven. Anticonceptiemiddelen verhinderen een bevruchting en/of een zwangerschap. Er bestaan natuurlijke anticonceptiemiddelen (zoals de kalendermethode en de ). Die middelen zijn WEL / NIET betrouwbaar.
MIDDELEN OM EEN ZWANGERSCHAP EN SOA’S TE VOORKOMEN
anticonceptiemiddelen maken gebruik van hormonen of medische technieken om een bevruchting of zwangerschap te voorkomen (zoals het condoom, het koperspiraal, de anticonceptiepil en de vaginale ring). Het condoom is het enige anticonceptiemiddel dat bescherming biedt tegen soa’s.
Juist of fout?
Motiveer je antwoord.
a ‘Zaadlozing’ en ‘geslachtsgemeenschap’ zijn synoniemen.
Op welk van beide foto’s zie je zeker geen eeneiige tweeling? Duid aan en motiveer je antwoord.
Waarom kan een eicel maar door één zaadcel worden bevrucht?
Menstrueert een vrouw nog tijdens haar zwangerschap? Motiveer je antwoord.
Noem drie tijdelijke organen die de baby helpen om te leven in de baarmoeder.
Afb. 69
Afb. 70
12
Bekijk de afbeelding.
a Omlijn op de afbeelding de volgende delen:
—de moederkoek: rood;
—de navelstreng: groen;
—de vruchtwaterzak: blauw.
b Hoe zie je op de afbeelding dat er in de vruchtwaterzak geen foetus, maar een embryo aanwezig is?
Wat is een verschil tussen een embryo en een foetus?
Duid aan.
Bij een embryo moeten de organen nog worden gevormd en bij een foetus hoeven de organen alleen nog maar te groeien.
Bij een embryo zijn de organen al gevormd en bij een foetus hoeven de organen alleen nog maar te groeien.
Bij een embryo hoeven de organen alleen nog maar te groeien en bij een foetus moeten de organen nog worden gevormd.
Bij een embryo herken je de typisch menselijke vorm al, maar niet bij een foetus.
Vlak voor, tijdens en na de geboorte vinden er enkele gebeurtenissen plaats.
Zet ze in de juiste volgorde.
uitdrijving – indaling – eerste weeën – nageboorte – ontsluiting
Vanaf welk moment begint een baby zelfstandig te ademen?
Ayla’s laatste maandstonden begonnen op 20 september.
Omdat ze een vrij regelmatige cyclus heeft, kan ze op haar kalender de dag berekenen waarop ze haar volgende maandstonden mag verwachten.
a Omcirkel die datum in het rood op de kalender.
b Wanneer heeft dan de eisprong plaatsgevonden?
Omcirkel die datum in het blauw.
c Op welke dagen na de menstruatie van 20 september (in de veronderstelling dat die vier dagen duurt) zal geslachtsgemeenschap wellicht niet tot een bevruchting en zwangerschap leiden? Markeer die dagen op de kalender.
Bestaat uit de volgende belangrijke voortplantingsorganen:
• vagina;
• schaamlippen;
• eierstokken;
• eileiders;
• baarmoeder.
overgangsperiode van kind naar volwassene waarin de secundaire geslachtskenmerken verschijnen onder invloed van geslachtshormonen
Start bij vrouwen vanaf de puberteit. Duurt gemiddeld 28 dagen en bestaat uit verschillende fasen:
• de menstruatie;
• de eicel- en follikelrijping;
• de eisprong;
• wachten op een eventuele innesteling.
Vindt plaats wanneer er tijdens de vruchtbare periode van de vrouw een bevruchting van de eicel gebeurt door geslachtsgemeenschap. Duurt gemiddeld negen maanden (veertig weken).
ondoordringbaar omhulsel
samensmelting eicelkern en zaadcelkern eicel
Afb. 73 Bij de bevruchting versmelt een zaadcelkern met een eicelkern. zaadcel
kop van de zaadcel
fase tijdens de zwangerschap waarin het embryo ingroeit in het baarmoederslijmvlies
fase waarin het embryo celdelingen ondergaat, waardoor er organen worden gevormd Duurt ongeveer twee maanden.
KERNWOORDEN
foetale fase indaling ontsluiting uitdrijvingsfase nageboorte
NOTITIES
Tijdens die fase gebeurt de aanmaak van:
• de vruchtwaterzak met vruchtwater;
• de navelstreng, die in verbinding staat met de moederkoek;
• de moederkoek, die zorgt voor de uitwisseling van stoffen tussen moeder en kind.
Krachten spelen een cruciale rol bij elke beweging die je maakt, ook op een fiets. Ze bepalen hoe snel je gaat, hoe goed je kunt sturen en hoe gemakkelijk je een bocht kunt nemen. Elke keer dat je op de pedalen duwt, zet je de fiets in beweging en versnel je over de weg. Maar wanneer je een heuvel op fietst, merk je dat het zwaarder wordt. De zwaartekracht trekt je naar beneden. In dit thema leer je wat krachten zijn, hoe ze werken (of tegenwerken) en hoe je ze kunt voorstellen. Zet je helm op, want je zult op volle kracht dit thema verkennen!
1 Wat gebeurt er als je de lepel naar beneden trekt en loslaat?
2 Wat gebeurt er als je de lepel meer naar beneden trekt en loslaat?
HOE ZIT DAT?
Duid de juiste uitspraak aan.
Als er een kracht inwerkt op een voorwerp, zal het voorwerp bewegen of vervormen.
Hoe groter de inwerkende kracht, hoe kleiner het effect is.
Hoe groter de inwerkende kracht, hoe groter het effect is.
Krachten zijn er overal in ons leven, maar wat zijn het precies? Hoe beïnvloeden ze de beweging van voorwerpen, en hoe kun je ze meten? Denk eens na over wat er gebeurt wanneer je aan iets trekt, tegen iets duwt of iets laat vallen. Welke krachten zijn er dan aan het werk?
Op die vragen krijg je een antwoord in dit thema.
Afb. 1
houten stokjes
elastiekje
lepeltje
OPDRACHT 1
Beantwoord de vragen.
Wat gebeurt er met de snelheid van een bal als je er met meer kracht tegenaan schopt?
a Hoe komt het balletje van de flipperkast in beweging?
b Welke energieomzetting vindt er plaats?
Wat gebeurt er met een kussen als je er stevig mee slaat?
Waarom valt een boek naar beneden als je het loslaat?
X Op vind je meer oefeningen om je kennis op te frissen.
Afb. 2 Een bal wordt weggeschopt.
Afb. 3 een flipperkast
Afb. 4 een kussengevecht
Afb. 5 Een vrouw houdt een stapel boeken vast.
Wat zijn krachten?
Je komt elke dag in contact met verschillende krachten. Als je bijvoorbeeld op een trampoline springt, heb je spierkracht nodig. Maar er zijn ook tal van andere onzichtbare krachten die op je inwerken tijdens een sprong. Denk maar aan de veerkracht van de trampoline of aan de zwaartekracht, die ervoor zorgt dat je telkens weer naar beneden wordt getrokken.
In dit hoofdstuk leer je verschillende soorten krachten herkennen en ontdek je wat hun effect is.
L het verschil herkennen tussen een bewegingsverandering en een vormverandering.
Je leert nu:
L de uitwerking van krachten kennen;
L voorbeelden van een bewegingsverandering en een vormverandering kennen;
L het begrip ‘kracht’ verwoorden;
L uitleggen hoe krachten worden gemeten;
L verschillende voorbeelden van krachten opsommen en herkennen;
L een krachtvector voorstellen;
L de kenmerken van een krachtvector benoemen;
L een krachtvector tekenen.
1 De grootheid ‘kracht’
Het is moeilijk om ‘kracht’ te definiëren, omdat het niet zichtbaar of tastbaar is. Je kunt krachten niet rechtstreeks zien. Toch ervaar je dagelijks tal van krachten. Je kunt krachten enkel waarnemen door hun effecten op voorwerpen: een vormverandering of een bewegingsverandering. Een vormverandering betekent dat de vorm van het voorwerp door inwerking van een kracht zal veranderen. Bij een bewegingsverandering zal de snelheid van het voorwerp door inwerking van een kracht veranderen.
Vindt er in de onderstaande situaties een vormverandering (V) of een bewegingsverandering (B) plaats? Duid aan.
Kracht is een grootheid die weergeeft hoe sterk er wordt getrokken of geduwd. Hoe groter de kracht op een voorwerp, hoe groter de vervorming of de bewegingsverandering.
Voor de grootheid kracht gebruik je het symbool F (van het Engelse force). De eenheid van kracht is newton, met als symbool N. Een kracht van 1 N is ongeveer de kracht die je voelt als er een massa van 100 g (bv. twee lapjes kaas) op je hand rust.
Krachten worden gemeten met een dynamometer of krachtmeter. Hoe groter de kracht op de dynamometer, hoe groter de vervorming van de dynamometer.
Een kracht is elke uitwendige oorzaak die zorgt voor een vormverandering (tijdelijk of blijvend) of een bewegingsverandering (vertragen, versnellen, van richting veranderen) van een voorwerp.
Kracht is een grootheid die weergeeft hoe hard er wordt geduwd op of getrokken aan een voorwerp.
Hoe groter de kracht op het voorwerp, hoe groter het zichtbare effect.
kracht F
X Maak oefening 1 en 2 op p. XXX.
Afb. 6 De kracht van het water kan voor grote snelheden zorgen bij het golfsurfen.
Afb. 7 Kruiden worden fijngemalen met een stamper in een mortier.
Afb. 8 Een auto is met grote kracht tegen een lantaarnpaal gebotst.
Afb. 9 deeg kneden
Afb. 10 De krachtige motor zorgt voor heel hoge snelheden op het circuit
Afb. 11 een draaiende windmolen
Afb. 12 een dynamometer of krachtmeter
2 Soorten krachten
Je kunt een onderscheid maken tussen krachten die op een afstand werken, en krachten die enkel werken als er contact is tussen voorwerpen.
• Als een kracht op een afstand werkt, spreek je van een veldkracht. Een voorbeeld is zwaartekracht. Voorwerpen in de buurt van de aarde voelen een trekkende kracht in de richting van de aarde.
• Als je een kinderwagen voortduwt, is er contact nodig tussen de kinderwagen en je handen. Je spreekt dan van een contactkracht
Bestudeer de onderstaande situaties en beantwoord de vragen.
1 Gaat het om een veldkracht of een contactkracht?
2 Verduidelijk je antwoord.
3 Welk effect van de inwerkende kracht is/was zichtbaar?
Afb. 13 Door de zwaartekracht valt het ijsje naar beneden, richting de aarde. Dat is een veldkracht.
Afb. 14 De touwen bewegen op en neer omdat de vrouw haar spierkracht traint. Ze moet de touwen vastnemen om die bewegingen te verkrijgen, dus er is contact nodig.
Afb. 15 een vallende duoparachutesprong
Afb. 16 Een halter wordt opgetild.
Afb. 17 Een magneet trekt ijzervijlsel aan.
Hieronder bespreken we enkele voorbeelden van soorten veldkrachten en contactkrachten.
A Veldkrachten
• Zwaartekracht
Zwaartekracht is de aantrekkende kracht tussen twee of meer objecten met een bepaalde massa. Hoe groter de massa van het voorwerp, hoe groter zijn aantrekkingskracht.
Magnetische kracht is de kracht die magnetische materialen (bv. ijzer) naar een magneet doet trekken.
B Contactkrachten
• Veerkracht
Veerkracht is de kracht die optreedt als een veer of elastiek wordt uitgerekt of ingeduwd en weer terugkeert naar zijn oorspronkelijke vorm. Daardoor duwt of trekt de veer.
• Wrijvingskracht
Wrijvingskracht is de kracht die de beweging tegenwerkt, of de weerstand die je ondervindt als twee oppervlakken langs elkaar schuiven. Wrijving met luchtdeeltjes wordt ook luchtwrijving of luchtweerstand genoemd en is ook tegengesteld aan de beweging.
• Spankracht
Spankracht is de kracht die in een touw of een kabel voorkomt om een voorwerp te kunnen dragen of naar zich toe te trekken.
Afb. 18 Een skydiver springt uit een vliegtuig. Afb. 19 De maan blijft in een baan rond de aarde.
Afb. 20 een schrootkraan met een magnetische kop
Afb. 21 Het magnetisch veld rondom de magneet wordt zichtbaar met ijzervijlsel.
Afb. 22 een atleet met een blade of veerblad Afb. 23 Het elastiek wordt uitgerekt (vervormd), waarbij de spieren worden getraind.
Afb. 24 een antislipvloer aan het zwembad Afb. 25 Smalle fietsbanden bij wielrenners zorgen voor minder wrijving.
Afb. 26 touwtrekken
Afb. 27 Brooklyn Bridge in New York met haar ophangkabels
Uit de zojuist besproken voorbeelden van krachten blijkt dat elke kracht voortkomt uit de interactie tussen twee objecten, met of zonder contact. Daarbij is er telkens sprake van duwen (duwkrachten) of trekken (trekkrachten).
Niet elke planeet trekt even hard!
Op de maan is de aantrekkingskracht veel minder voelbaar dan op aarde. Je zegt dat het zwaarteveld van de maan veel minder sterk is dan dat van de aarde. Astronauten komen daardoor veel minder snel terug naar het maanoppervlak. Het symbool voor zwaarteveldsterkte is g en de eenheid is N kg. De eenheid zegt met hoeveel kracht een voorwerp (bv. de maan) trekt aan een bepaalde massa van 1 kilogram.
Een kracht wordt uitgeoefend door een voorwerp op een ander voorwerp.
Voorwerpen kunnen ook krachten uitoefenen op een afstand van elkaar, zonder dat ze in contact komen met elkaar. Dat noem je een veldkracht
Voorbeelden van veldkrachten: zwaartekracht en magnetische kracht.
Als het voorwerp contact maakt met het andere voorwerp, spreek je van een contactkracht
Voorbeelden van contactkrachten: spierkracht, wrijvingskracht, spankracht en veerkracht.
Voor veel krachten hangt het van de situatie af of ze een duw- of een trekkracht zijn.
X Maak oefening 3 tot en met 7 op p. XXX.
Video eerste mens op de maan
Afb. 28 de acht planeten die rond de zon draaien
Venus aarde Jupiter SaturnusUranusNeptunus Mars Mercurius zon WEETJE
3 Hoe worden krachten voorgesteld?
Je hebt al geleerd dat een kracht een maat is voor hoe hard er wordt geduwd of getrokken. Om de eigenschappen van een kracht, zoals de grootte, voor te stellen, gebruik je een vectormodel, namelijk de krachtvector
De grootheid kracht is dus een vectoriële grootheid. Dat wil zeggen dat er bij een kracht een grootte, een richting en een zin horen. Ook de plaats (aangrijpingspunt) waar de kracht wordt uitgeoefend op het voorwerp, is van belang.
In symbolen stel je die krachtvector voor als een F met een pijltje boven: F
A Grootte van een krachtvector
De grootte van een krachtvector F zegt hoeveel kracht er wordt uitgeoefend, of hoe hard er wordt geduwd op of getrokken aan een voorwerp. De grootte van de kracht is altijd positief. Je noteert de grootte van F als F (zonder pijltje op de F). Als je een vector tekent, gebruik je de lengte van de vector om de grootte van de kracht aan te geven. De grootte komt overeen met de lengte van de pijl.
De richting van een krachtvector F toont aan welke rechte de krachtvector F evenwijdig is, bijvoorbeeld verticaal, horizontaal of onder een hoek van 30°.
Afb. 29 Iemand duwt een winkelkar.
krachtvector
C Zin van een krachtvector
De zin van een krachtvector F laat zien naar welke kant de krachtvector F wijst. Dat kan bijvoorbeeld naar links, naar rechts, naar boven of naar beneden zijn.
Naast een grootte, een richting en een zin heeft een krachtvector ook een aangrijpingspunt. Dat is de plaats waar de kracht wordt uitgeoefend op het voorwerp.
aangrijpingspunt
aangrijpingspunt
33 Het flesje wordt in verschillende aangrijpingspunten geduwd.
2 Wat is het uiteindelijke effect van de inwerking van die twee krachten?
GELIJKVERSCHILLEND
OPDRACHT 5
Bekijk de onderstaande afbeelding.
1 Kleur de verschillende kenmerken van de kracht op de piano in de volgende tekst. Kies uit: grootte (groen) – zin (blauw) – aangrijpingspunt (geel) – richting (rood)
Omer is een verhuizer. Hij krijgt de taak om een zware piano te verplaatsen. Hij oefent een kracht van 750 N uit en verplaatst de piano. De piano verschuift door de duwkracht langzaam horizontaal, naar rechts. De kracht werkt in op de plaats waar de handen op de piano staan.
2 Teken de duwkracht van Omer op de piano als een krachtvector.
Afb. 34 touwtrekken
Afb. 35 Een man duwt tegen een piano.
OPDRACHT 6
Vergelijk de twee schoenen en beantwoord de vragen.
IJzel is onderkoelde neerslag die bij contact met het wegdek onmiddellijk in ijs verandert.
a Markeer de juiste antwoorden.
Door de ijzel is de wrijvingskracht tussen het wegdek en de banden van de auto VERHOOGD / VERLAAGD. Het gevaar dat de auto onbestuurbaar wordt, is daardoor GROTER / KLEINER geworden.
b Leg uit.
Een tuinier is hard aan het werk. Bekijk de afbeeldingen en vul in.
a Welke kracht oefent de tuinier uit?
b Welk effect heeft die kracht in alle situaties?
Afb. 50 het gras maaien Afb. 51 een kruiwagen voortduwen
Afb. 52 de grond omspitten Afb. 53 onkruid uittrekken
Afb. 49 een glad wegdek door de aanwezigheid van ijzel
c Afhankelijk van de situatie zal de tuinier een trek- of een duwkracht uitoefenen op een voorwerp. Zet een kruisje in de tabel.
Stel je voor: in je ene hand heb je kleine grijze plastic korreltjes vast en in je andere hand kleine grijze metalen korreltjes. De metalen korreltjes zullen veel zwaarder zijn dan de plastic korreltjes. Raar, toch? Hoe kan iets dat even klein is, zoveel zwaarder aanvoelen? Dat heeft allemaal te maken met massadichtheid. Massadichtheid is geen gemakkelijk begrip. Het bepaalt waarom sommige dingen zwaar en andere licht zijn, ook al hebben ze gelijkaardige uiterlijke kenmerken. In dit thema zul je ontdekken waardoor dat verschil veroorzaakt wordt en waarom het zo belangrijk is om dat te begrijpen.
1 de grootheid massa: geel; 2 de grootheid volume: blauw.
hoeveelheid
OPDRACHT 3
Welke omschrijvingen en begrippen horen bij massa en volume?
Verbind.
massa ⦁ ⦁ een hoeveelheid materie
⦁ de ruimte die de materie inneemt volume ⦁ ⦁ balans
⦁ maatcilinder
VERKEN
OPDRACHT 4
Finn wil een houten opbergdoosje maken voor haar bluetooth geluidsbox. Ze gebruikt daarvoor een lasercutter. De geluidsbox is 20,0 cm lang, heeft een breedte van 8,5 cm en is 10,0 cm hoog.
Wat is het volume dat zeker in het opbergdoosje moet passen?
Bepaal het volume van een verfpot met een doorsnede van 12 cm en een hoogte van 20 cm.
Gegeven:
Gevraagd:
Oplossing:
OPDRACHT 6
Deze ijkmassa’s zijn uit hetzelfde materiaal gemaakt.
Duid aan welke stelling(en) juist zijn.
De ijkmassa links heeft een grotere massa.
De ijkmassa’s hebben dezelfde massa, omdat ze uit hetzelfde materiaal zijn gemaakt.
De grootste ijkmassa heeft ook het grootste volume.
Je kunt niet zien welke ijkmassa het kleinste volume heeft.
De middelste ijkmassa heeft een kleiner volume dan de linkse, maar een groter volume dan de rechtse.
TIP
5
Een ijkmassa is een massa die precies bekend is, zodat je andere massa’s nauwkeurig kunt meten door ze te vergelijken met de ijkmassa. Het doel is om een gelijke en betrouwbare maat te garanderen.
OPDRACHT 7
Zet de eenheden om.
50 kg = g
2,5 l = ml
150 mg = g
2 m3 = dm3
500 cm3 = dm3
X Op vind je meer oefeningen om je kennis op te frissen.
Afb. 2 een geluidsbox Afb. 3 een lasercutter
Afb.
Afb. 4 een cilindervormig verfblik
Wat is het verband tussen de massa en het volume van dezelfde stof?
Heb je je ooit afgevraagd waarom een ballon met helium de lucht in zweeft, terwijl een ballon gevuld met lucht op de grond blijft liggen? Een ballon gevuld met helium heeft een lagere massadichtheid dan de lucht en stijgt daarom op.
In dit hoofdstuk duik je dieper in het fenomeen van massadichtheid. Je leert wat het precies is, hoe je het kunt meten en hoe het de wereld om je heen beïnvloedt.
LEERDOELEN
Je kunt al:
L de massa en het volume van een voorwerp bepalen;
massieve blokjes met hetzelfde volume (bijvoorbeeld hout, ijzer, paraffine of kaarsvet, koper)
WERKWIJZE
1 Giet ongeveer 300 ml water in een maatbeker.
2 Leg de blokjes een voor een op het water en noteer wat er gebeurt.
WAARNEMING
1 Noteer je waarnemingen in de tabel.
Afb. 6 een maatbeker met massieve blokjes hout, ijzer en koper
2 Je merkt dat sommige blokjes zinken, terwijl andere blijven drijven. Om te achterhalen wat de reden daarvoor kan zijn, onderzoek je enkele eigenschappen van de blokjes.
a Is de kleur verantwoordelijk voor het zinken of drijven van de blokjes?
b Is het volume (= de hoeveelheid ruimte die een stof inneemt) verantwoordelijk voor het zinken of drijven van de blokjes?
c Bepaalt enkel de massa (= de hoeveelheid stof) van de blokjes of ze zullen zinken of drijven?
Om te begrijpen wat er dan wel voor zorgt dat een voorwerp zinkt of drijft, heb je een nieuwe grootheid nodig: massadichtheid. De massadichtheid geeft de verhouding weer tussen de massa van een stof en het volume van diezelfde stof.
Een voorwerp met een lagere massadichtheid zal minder massa hebben in verhouding tot het volume dat het inneemt. Als je dus hetzelfde volume (bv. 1 cm3) van verschillende stoffen neemt, dan hebben die stoffen allemaal verschillende massa’s.
Om nauwkeurige resultaten te bekomen, moet je nauwkeurige meetinstrumenten gebruiken.
• Voor een massabepaling gebruik je een balans met een meetnauwkeurigheid van 0,1 g.
• Om het volume van een regelmatig voorwerp te berekenen, kun je gebruikmaken van een meetlat. De nauwkeurigheid van een meetlat is 1 mm.
Als je nog nauwkeurigere resultaten wilt bekomen, gebruik je een schroefmaat of micrometer
Een micrometer meet tot op 0,001 mm nauwkeurig.
Afb. 8 een micrometer
Je onderzoekt de verhouding tussen massa en volume nu experimenteel.
Afb. 7 Twee blokjes met hetzelfde volume hebben een andere massa.
Verhouding tussen massa en volume van dezelfde stof
OPDRACHT 9
ONDERZOEK
ONDERZOEKSVRAAG
Wat is het verband tussen de massa en het volume van voorwerpen met een regelmatige vorm uit dezelfde stof?
HYPOTHESE
Duid je hypothese aan.
Als de stof een groter volume heeft, zal ze een kleinere massa hebben.
Als de stof een groter volume heeft, zal ze een grotere massa hebben.
Als de stof een dubbel zo groot volume heeft, zal ze een grotere massa hebben.
Als de stof een dubbel zo groot volume heeft, zal ze ook een dubbel zo grote massa hebben.
BENODIGDHEDEN
vier balkjes, cilinders ... (= voorwerpen met regelmatige vormen) van dezelfde stof met verschillende volumes
balans
meetlat
WERKWIJZE
1 Orden de voorwerpen met een regelmatige vorm van klein naar groot. Nummer ze van 1 tot 4.
2 Bereken van elk voorwerp het volume in cm3
Noteer het volume in de tabel bij ‘Waarneming’.
3 Bepaal van elk voorwerp de massa in g.
Noteer de massa in de tabel.
4 Teken de grafiek van de massa in functie van het volume.
5 Bereken de verhouding m V (in g cm3 ).
Schrijf de uitkomst in de laatste kolom van de tabel.
Afb. 10 vier regelmatige voorwerpen met verschillende volumes
2 Welke formule gebruik je om het volume van die voorwerpen te berekenen?
Afb. 9 stukjes van hetzelfde soort hout met verschillende afmetingen
ONDERZOEK (VERVOLG) OPDRACHT 9
3 Teken de grafiekpunten van de massa (y-as) in functie van het volume (x-as) op deze grafiek. Trek daarna door de punten een grafieklijn (= trendlijn).
a Kun je een rechte lijn tekenen door de grafiekpunten?
b Welke grafieklijn heb je getekend?
c Hoe is de verhouding (deling) m V voor de vier voorwerpen?
d Als de massa van het voorwerp verdubbelt, wat gebeurt er dan met het volume van dat voorwerp?
e Als de massa van het voorwerp halveert, wat gebeurt er dan met het volume van dat voorwerp?
f Welk grafisch verband bestaat er tussen de massa en het volume van dezelfde stof? Markeer het juiste antwoord.
RECHT EVENREDIG / OMGEKEERD EVENREDIG / NIET EVENREDIG
BESLUIT
De massa en het volume van dezelfde stof zijn RECHT EVENREDIG / OMGEKEERD EVENREDIG / NIET EVENREDIG.
REFLECTIE
1 Verliep de proef vlot of niet vlot?
2 Kwam je hypothese overeen met je besluit?
Je kunt de grafiek ook maken met een digitaal rekenblad. Raadpleeg daarvoor het stappenplan.
Grafiek maken met Excel
Elke stof heeft stofeigenschappen. Dat zijn kenmerken waardoor de stof verschilt van andere stoffen. Voorbeelden zijn kleur, geur, smelt- en kookpunt, en massadichtheid.
Omdat de massa en het volume van dezelfde stof recht evenredig zijn, is de verhouding m V constant. De verhouding m V noem je de massadichtheid Het symbool van de grootheid is ρ (de Griekse letter rho).
Je kunt de massadichtheid berekenen met de formule ρ = m V De hoofd-eenheid is kg m3 . Men gebruikt ook enkele afgeleide eenheden: g cm3 of g ml .
Massadichtheid is een stofeigenschap. In de tabel hieronder vind je de massadichtheid van enkele stoffen en oplossingen bij kamertemperatuur.
2 Bij sommige stoffen (bv. hout) ligt de massadichtheid tussen bepaalde waarden. Waarom?
beuk, eik
MASSADICHTHEID
Tabel xx de massadichtheid van verschillende stoffen
Afb. 11
De eenheid van massadichtheid in het dagelijks leven 2.4
Het SI-stelsel (Internationaal Stelsel van Eenheden) is een systeem van afspraken over standaardeenheden die wereldwijd worden gebruikt in de wetenschap. Het zorgt ervoor dat iedereen dezelfde eenheden gebruikt om dingen te meten en dat metingen kunnen worden vergeleken.
De hoofdeenheid van massadichtheid in het SI-stelsel is kilogram per kubieke meter ( kg m3). Dat betekent dat de massadichtheid aangeeft hoeveel kilogram massa er aanwezig is in één kubieke meter volume van een stof.
Afb. 12 een schematische voorstelling van het verband tussen volume-eenheden
Omdat het gemakkelijker is om kleine massa’s (gram) te combineren met kleine volumes (kubieke centimeter), gebruikt men vaak de eenheid g cm3 . Een kubieke centimeter (cm3) komt overeen met een milliliter (ml), wat ook handig is voor vloeistoffen.
Men gebruikt dus vaak g cm3 , omdat die eenheid beter aansluit bij de schaal van dagelijkse toepassingen, terwijl kg m3 de SI-eenheid blijft in wetenschappelijke contexten.
De verhouding tussen massa en volume m V is bij dezelfde stof constant. Die constante verhouding is de massadichtheid. Het symbool van de grootheid massadichtheid is ρ (rho). Elke stof wordt gekenmerkt door haar massadichtheid. Dat is dus een stofeigenschap
massadichtheid ρ kilogram per kubieke meter
1 000 kg m3 = 1 g cm3 kg m3 ρ = m V
Voor dagelijkse toepassingen gebruikt men vaak de eenheid g cm3
3 Zoek van de volgende stoffen de massadichtheid op.
Zet die vervolgens om in g cm3
a zilver:
b ethanol:
c lucht:
2.5
Zinken en drijven van vaste stoffen in een vloeistof
Nu je het begrip massadichtheid kent, kun je echt bepalen wanneer een voorwerp zal zinken of drijven.
OPDRACHT 12
Bekijk opdracht 8 op p. XXX.
Noteer de massadichtheid van de gebruikte blokjes.
Gebruik daarvoor de tabel met massadichtheden. BLOKJES
drijven
drijven
drijven
drijven
drijven
zinken
zinken
zinken
zinken
zinken
1 Een voorwerp zinkt als de massadichtheid van het voorwerp GROTER / KLEINER is dan de massadichtheid van water.
2 Een voorwerp drijft als de massadichtheid van het voorwerp GROTER / KLEINER is dan de massadichtheid van water.
OPDRACHT 13 DOORDENKER
Beantwoord de vragen.
Gebruik daarvoor de tabel op p. XXX.
1 In welke vloeistof zal paraffine zinken?
2 Als je in de tabel met massadichtheden kijkt, zie je dat ijzer een veel grotere massadichtheid heeft dan water of zeewater. Schepen zijn gemaakt uit ijzer, maar toch drijven ze op water. Leg uit.
3 Wat als de massadichtheid van het voorwerp gelijk is aan de massadichtheid van de vloeistof?
14 De massadichtheid van een zeepaardje is gelijk aan de massadichtheid van water.
• Een voorwerp zinkt als de massadichtheid van het voorwerp groter is dan de massadichtheid van de vloeistof.
• Een voorwerp drijft als de massadichtheid van het voorwerp kleiner is dan de massadichtheid van de vloeistof.
X Maak oefening 8 en 9 op p. XXX.
Massadichtheid en het deeltjesmodel 2.6
Een deeltjesmodel stelt voor dat elke stof is opgebouwd uit kleine deeltjes (moleculen). Die deeltjes kunnen dicht op elkaar zitten of juist verder uit elkaar liggen.
Als de deeltjes heel dicht op elkaar zitten, passen er veel deeltjes in een klein volume. Daardoor is de massa per volume groot en heeft de stof een hoge massadichtheid. Bij vaste stoffen (zoals ijzer) zitten de deeltjes bijvoorbeeld dicht op elkaar, dus hebben vaste stoffen een hoge massadichtheid.
Als de deeltjes verder uit elkaar zitten, is er minder massa per volume, en dus een lagere dichtheid. Bij vloeistoffen en vooral bij gassen (zoals in lucht) zitten de deeltjes veel verder uit elkaar, waardoor die stoffen een lage of zelfs zeer lage massadichtheid hebben.
Afb.
Afb.
OPDRACHT 14
Teken de deeltjesmodellen.
1 Teken het deeltjesmodel van een vaste stof in een volume-eenheid.
De Griekse wetenschapper Archimedes zat in bad toen hij iets bijzonders opmerkte. Terwijl hij in het water zakte, klotste er water over de rand. Plots realiseerde hij zich dat de hoeveelheid overstromend water gelijk was aan het volume van zijn lichaam dat in het water zat. Dat idee is nu bekend als ‘de wet van Archimedes’. Volgens oude verhalen sprong Archimedes na zijn ontdekking uit het bad en rende hij naakt door de straten van Syracuse, terwijl hij uitriep: ‘Eureka!’ (Grieks voor ‘Ik heb het gevonden!’).
De slimme truc met de gouden kroon
Later gebruikte Archimedes zijn ontdekking om een probleem voor koning Hiëro II op te lossen. De koning had een kroon laten maken van zuiver goud, maar hij vertrouwde de goudsmid niet. Hij vermoedde dat die stiekem een deel van het goud had vervangen door zilver.
Archimedes voerde een experiment uit.
1 Stap 1: het bad vullen.
Archimedes vulde een bad tot de rand met water. Eerst legde hij een klomp zuiver goud met dezelfde massa als de kroon in het bad. Hij bekeek hoeveel water er over de rand klotste.
2 Stap 2: de kroon testen.
Daarna nam hij de gouden kroon en liet die in het bad zakken. Hij merkte dat er meer water over de rand stroomde dan bij de goudklomp.
3 Conclusie: fraude!
De kroon moest wel een ander metaal bevatten, zoals zilver, omdat dat een lagere massadichtheid heeft. Dat betekent dat zilver meer volume heeft voor dezelfde massa en daardoor meer water verplaatst. De koning wist het nu zeker: de goudsmid had hem bedrogen!
Waarom was dat zo slim?
Archimedes gebruikte een slim idee over massadichtheid. Goud is veel dichter (19,3 g cm3 ) dan zilver (10,5 g cm3 ). Dat betekent dat goud een grotere massa heeft voor hetzelfde volume. Door de hoeveelheid verplaatst water te meten, kon Archimedes aantonen dat de kroon niet alleen uit goud bestond.
Afb. 15
Afb. 16 een volumebepaling door het voorwerp onder te dompelen
3 Toepassingen
De volgende toepassingen laten zien hoe massadichtheid een belangrijke rol speelt in verschillende aspecten van ons dagelijks leven, en hoe het begrip ervan kan bijdragen aan innovatie en efficiëntie in tal van velden.
Drijfvermogen van schepen
De massadichtheid is cruciaal bij het ontwerp van schepen. Hoewel staal een hoge massadichtheid heeft, wordt een schip zo ontworpen dat het totale volume (inclusief lucht in de romp) voldoende is om de gemiddelde massadichtheid laag te houden. Daardoor blijft het schip drijven, ondanks het zware staal waaruit het is gemaakt.
Drijfvermogen van organismen
Vissen hebben een zwemblaas, die ze kunnen legen of vullen met gas om hun massadichtheid aan te passen. Daardoor kunnen ze gemakkelijk op verschillende diepten in het water blijven zonder veel energie te verbruiken.
Drijfvermogen van ijsbergen
IJs heeft een lagere massadichtheid dan vloeibaar water. Daarom drijven ijsbergen en steken ze altijd voor een deel boven het wateroppervlak uit.
Dat heeft belangrijke consequenties voor de scheepvaart en het milieu.
Materialen met een lage massadichtheid, zoals schuim of glaswol, worden vaak gebruikt als isolatiemateriaal omdat ze licht zijn en slecht warmte geleiden. Dat helpt om gebouwen warm te houden in de winter en koel in de zomer.
Afb. 17 een containerschip
Afb. 18 een drijvende ijsberg
Afb. 19 de zwemblaas bij vissen
Afb. 20 glaswol
zwemblaas
Meteorologie
In de atmosfeer zorgt het verschil in massadichtheid van lucht voor verschillende weersystemen. Warmere lucht heeft een lagere massadichtheid en stijgt, terwijl koudere, dichtere lucht zakt. Dat leidt tot de vorming van wind en weersystemen zoals hoge- en lagedrukgebieden.
Aardwetenschappen
De massadichtheid van gesteenten en mineralen is essentieel om de opbouw van de aarde te begrijpen. Zwaardere, dichtere materialen zoals ijzer en nikkel bevinden zich in de kern van de aarde, terwijl lichtere, minder dichte materialen zoals graniet en basalt in de korst zitten.
Wanneer ingenieurs satellieten en ruimteschepen ontwerpen, is massadichtheid een belangrijke factor. Lichtere, minder dichte materialen worden vaak gebruikt om de massa laag te houden en zo de lanceerkosten te verminderen, terwijl er toch voldoende sterkte behouden blijft.
Recycling
Bij het recyclen gebruikt men de massadichtheid om verschillende materialen van elkaar te scheiden. Als men bijvoorbeeld kunststoffen recyclet, kan men een vloeistofbad gebruiken waarin lichtere materialen drijven en zwaardere materialen zinken, zodat ze gemakkelijk kunnen worden gescheiden.
Wijnbouw en de druivenoogst
In de wijnbouw gebruikt men een hydrometer om de massadichtheid van druivensap te meten. Daarmee schat men het suikergehalte, wat belangrijk is om te bepalen hoeveel alcohol er later in de wijn komt.
Afb. 21 De weerkaart toont hoge- en lagedrukgebieden.
Afb. 22 een afvalsorteerder voor plastic
Afb. 23 de aardlagen
Afb. 24 een hydrometer
Afb. 25 een satelliet
Het grafisch verband tussen de massa en het volume van dezelfde stof is:
omgekeerd evenredig;
recht evenredig;
niet evenredig.
De onderstaande grafiek toont de massa en het volume van stof 1 en stof 2.
Welke stelling is juist?
De massadichtheid van stof 1 is kleiner dan de massadichtheid van stof 2.
De massadichtheid van stof 2 is kleiner dan de massadichtheid van stof 1.
De massadichtheid van stof 1 is gelijk aan de massadichtheid van stof 2.
Je kunt de massadichtheid van beide stoffen niet vergelijken met deze grafiek.
Een leerling heeft een blok hout gevonden en wil de massadichtheid ervan bepalen.
Het blok hout heeft een massa van 150 g en een volume van 200 cm3.
a Bereken de massadichtheid van het blok hout.
Zet alles in de hoofdeenheid.
Gegeven:
Gevraagd:
Oplossing:
b Zal het hout drijven op of zinken in water? Waarom? (De massadichtheid van water is 1 g cm3 .)
Hieronder zie je een lijst van materialen met hun massadichtheid.
• aluminium: 2 700 kg m3
• kurk: 240 kg m3
• ijs: 920 kg m3
• zilver: 10 500 kg m3
a Stel dat je die materialen in een bak met water legt, welke materialen zullen dan drijven en welke zullen zinken? Leg uit waarom.
• Drijven:
• Zinken:
b Welke vloeistof moet je gebruiken opdat ten minste drie van de vier vaste stoffen zullen drijven?
Afb. 28
Mo gooit een stukje paraffine (kaarsvet) in het glas water van zijn nichtje. Gebruik de tabel met massadichtheden op p. XXX.
a Duid de juiste stelling aan.
Het kaarsvet zinkt in het glas water.
Het kaarsvet drijft in het glas water.
b Wat gebeurt er met het kaarsvet als het nichtje zout toevoegt aan het glas?
Het kaarsvet zal zinken, omdat de massadichtheid van het water kleiner wordt.
Het kaarsvet zal zinken, omdat de massadichtheid van het water groter wordt.
Het kaarsvet zal blijven drijven, omdat de massadichtheid van het water groter wordt.
Het kaarsvet zal blijven drijven, omdat de massadichtheid van het water kleiner wordt.
Een container bevat een vloeistof met een onbekende massadichtheid.
Je weet dat als je 500 cm3 van die vloeistof toevoegt, de massa van de container met vloeistof 630 g groter wordt.
a Wat is de massadichtheid van de vloeistof?
Zet het resultaat om naar de hoofdeenheid.
Gegeven:
Gevraagd:
Oplossing:
b Zoek op welke vloeistof het zou kunnen zijn in de tabel met massadichtheden op p. XXX.
Redeneer.
Je hebt een gele bal met een massadichtheid van 7 900 kg m3 en een volume van 100 cm3, en een rode bal met een massadichtheid van 800 kg m3 met hetzelfde volume.
Volume: maat voor de ruimte die een voorwerp inneemt
Grootheid: volume
Symbool: V
SI-eenheid: kubieke meter
Symbool: m3
TUSSEN MASSA EN VOLUME
De massa en het volume van dezelfde stof zijn recht evenredig:
• Verdubbelt het volume, dan verdubbelt ook de massa.
• De grafieklijn is een halfrechte door de oorsprong.
• De verhouding van de massa tot het volume van dezelfde stof is constant. Die constante noem je de massadichtheid.
De eenheid herleiden
1 kg m3 = 0,001 g cm3
1 g cm3 = 1 000 kg m3
Zinken of drijven
• Voorwerpen met een grotere massadichtheid dan de vloeistof zullen zinken.
• Voorwerpen met een kleinere massadichtheid dan de vloeistof zullen drijven.
Massadichtheid en deeltjesmodel
Als er weinig ruimte tussen de deeltjes zit, passen er veel deeltjes in een volume. Daardoor is de massa per volume groot en heeft de stof een hoge massadichtheid.
• drijfvermogen van schepen en organismen
• afval scheiden op basis van het drijfvermogen
TOEPASSINGEN
• materialen met een lage massadichtheid in sectoren als de ruimtevaart en de bouw
VERBAND
Afb.
HOOFDSTUK 1
Wat is het verband tussen de massa en het volume van dezelfde stof?
Ik kan de massa en het volume van voorwerpen bepalen.
p. XXX
Ik kan de verhouding tussen de massa en het volume berekenen. p. XXX
Ik kan een grafiek maken. p. XXX
Ik kan het wiskundige verband benoemen tussen de massa en het volume van dezelfde stof.
