GENIE Biologie GO! 3.1 leerschrift by VAN IN

3.1

GENIE Biologie GO! 3.1

Karen Meyers

Biologie GO!

GENI VA

Diederik D’Hert Bart Vanopré Kristof Van Werde

Leer zoals je bent Ontdek het onlineleerplatform: diddit. Vooraan in dit boek vind je de toegangscode, zodat je volop kunt oefenen op je tablet of computer. Activeer snel je account op www.diddit.be en maak er een geweldig schooljaar van!

ISBN 978-90-306-9937-8 597482

vanin.be

LEER SCHRIFT

GENIE

Biologie

GO!

3.1

INHOUD STARTEN MET GENIE

GENIE EN DIDDIT

HOE WORDT DE WERKING VAN EEN ORGANISME GEREGELD? 13

2 Op welke manier wordt de werking van het lichaam geregeld?

1 Welke structuren maken het een organisme mogelijk om in te spelen op waarneembare veranderingen?

THEMA 01: REGELSYSTEMEN BIJ ORGANISMEN CHECK IN

VERKEN

HOOFDSTUK 1: Waardoor worden regelsystemen geactiveerd?

1.1 Wat zijn de kenmerken van een prikkel?

1.2 Welke soorten prikkels kunnen organismen waarnemen?

1.3 Met behulp van welke structuren kunnen we prikkels waarnemen?

1.4 Langs waar wordt de informatie van prikkels doorgegeven?

Hoofdstuksynthese

Checklist

Portfolio

HOOFDSTUK 2: Welke receptoren geven informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel?

2.1 Welke prikkels kunnen receptoren opvangen?

2.2 Hoe activeert een prikkel een receptor?

Hoofdstuksynthese

Checklist

Portfolio

HOOFDSTUK 3: Een zintuig onder de loep: het oog

3.1 Welke structuren liggen rond het oog?

3.2 Welke structuren liggen in het oog?

3.3 Hoe regelt het oog de hoeveelheid doorgelaten licht?

3.4 Op welke manier wordt het beeld van een voorwerp in het oog gevormd?

3.5 Hoe zorgt het oog voor een scherp beeld?

3.6 Waar liggen de fotoreceptoren en hoe zijn ze opgebouwd?

Hoofdstuksynthese

Checklist Portfolio THEMASYNTHESE CHECK IT OUT

80 81

AAN DE SLAG

OEFEN OP DIDDIT

Een zintuig onder de loep: het gehoorzintuig

Een zintuig onder de loep: het evenwichtszintuig

Een zintuig onder de loep: de huid

Een zintuig onder de loep: het reukorgaan Een zintuig onder de loep: het smaakorgaan THEMA 02: EEN LICHAAM IN BALANS DANKZIJ HET ZENUWSTELSEL 95

VERKEN

CHECK IN

HOOFDSTUK 1: Hoe geven receptoren de informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel? 1.1 Welke cellen brengen informatie snel over?

98 98

1.2 Hoe geven neuronen informatie door over een lange afstand?

101

1.3 Hoe maakt een organisme het onderscheid tussen sterke en zwakke prikkels?

106

1.4 Hoe wordt de impulsgeleiding versneld?

108

1.5 Hoe communiceren zenuwcellen met elkaar?

112

Hoofdstuksynthese

116

Checklist

119

Portfolio

HOOFDSTUK 2: Hoe regelt het zenuwstelsel de lichaamswerking? 2.1 Langs waar verplaatst een impuls zich door het lichaam?

120

2.2 Hoe worden gewilde bewegingen geregeld?

127

2.3 Hoe worden reflexen geregeld?

131

2.4 Hoe verwerkt het centrale zenuwstelsel de informatie van een prikkel?

134

2.5 Hoe draagt het zenuwstelsel bij tot homeostase?

140

Hoofdstuksynthese

144

Checklist

148

HOOFDSTUK 3: Hoe coördineert het zenuwstelsel de reacties op impulsen?

149

3.1 Waar lopen de impulsen van het zenuwstelsel na de verwerking heen?

149

3.2 Hoe reageren klieren op impulsen van het zenuwstelsel?

151

3.3 Hoe reageren spieren op impulsen van het zenuwstelsel?

155

Hoofdstuksynthese

164

Checklist

167

Portfolio

168

CHECK IT OUT

169

AAN DE SLAG

170

THEMASYNTHESE

OEFEN OP DIDDIT

THEMA 03: EEN LICHAAM IN BALANS DANKZIJ HET HORMONALE STELSEL CHECK IN

184

VERKEN

185

HOOFDSTUK 1: Hoe wordt het hormonale stelsel geactiveerd?

186

1.1 Welke prikkels activeren het hormonale stelsel?

186

193

1.3 Welke receptoren vangen de prikkels op?

195

1.4 Hoe worden hormonen door het lichaam verspreid?

199

1.5 Welke effectoren kunnen reageren op de aanwezigheid van hormonen?

200

1.6 Welke eigenschappen hebben hormonen?

204

HOOFDSTUK 2: Hoe draagt het hormonale stelsel bij aan homeostase?

1.2 Hoe kunnen hormonen voor een goede lichaamswerking zorgen?

2.1 Hoe regelen verschillende hormonen samen de balans van het lichaam?

206 206

2.2 Hoe werkt het hormonale stelsel samen met het zenuwstelsel? 210

THEMASYNTHESE

213

CHECKLIST

215

PORTFOLIO

CHECK IT OUT

216

AAN DE SLAG

217

OEFEN OP DIDDIT

THEMA 04: HOMEOSTASE BIJ PLANTEN CHECK IN

225

VERKEN

226

HOOFDSTUK 1: Hoe verloopt het transport van stoffen bij de plant?

229

1.1 Welke weefsels van de plant zorgen voor transport van stoffen? 229

1.3 Welke mechanismen liggen aan de basis van het transport in de plant?

241

1.4 Hoe wordt de waterhuishouding geregeld?

244

IN 234

HOOFDSTUK 2: Hoe coördineren plantenhormonen de reacties op prikkels?

247

2.1 Welke rol spelen plantenhormonen?

247

2.2 Welke hormonen spelen een rol in de homeostase van het watergehalte?

252

2.3 Hoe wordt de werking van planten geregeld?

254

1.2 Langs welke weg worden stoffen via het transportweefsel doorheen de plant vervoerd?

THEMASYNTHESE

258

CHECKLIST

261

PORTFOLIO

CHECK IT OUT

262

AAN DE SLAG

263

OEFEN OP DIDDIT

LABO’S

268

STEM-VAARDIGHEDEN (VADEMECUM)

METROLOGIE •

•

Labomaterialen

•

Labotechnieken

•

Veiligheidsvoorschriften

•

H- en P-zinnen

•

Bereidingen

STAPPENPLANNEN •

Grafieken tekenen

•

NW-stappenplan

•

Werken met een microscoop

•

Maken van een preparaat

•

Bekijken en tekenen van een preparaat

•

Bronnenlijst opstellen

LABO'S

Grootheden en eenheden

STARTEN MET GENIE 1

Opbouw van een thema CHECK IN In de CHECK IN maak je kennis

met het onderwerp van het thema. In het kadertje onderaan vind je een aantal vragen die je op het einde van het thema kunt beantwoorden.

VERKEN

In de verkenfase zul je

merken dat je al wat kennis

hebt over het onderwerp

dat in het thema aan bod komt. Jouw voorkennis

wordt hier geactiveerd.

DE HOOFDSTUKKEN Na het activeren van de voorkennis volgen een aantal hoofdstukken.

Een thema bestaat uit meerdere hoofdstukken. Doorheen de hoofdstukken

verwerf je de nodige kennis en vaardigheden om uiteindelijk een antwoord

te geven op de centrale vraag of het probleem uit de CHECK IN.

SYNTHESE EN CHECKLIST We vatten de kern van het thema voor je samen in de hoofdstuksynthese en themasynthese.

Vervolgens willen we graag dat je vorderingen

maakt en dat je reflecteert op je taken en leert

uit feedback. De checklist is een hulpmiddel om zelf zicht te krijgen of je de leerdoelen al dan niet onder de knie hebt.

starten met genie

CHECK IT OUT In CHECK IT OUT pas je de vergaarde kennis en vaardigheden toe om terug te koppelen naar de vragan uit de CHECK IN.

AAN DE SLAG In het onderdeel Aan de slag kun je verder oefenen.

Je leerkracht beslist of je

de oefeningen op het einde van het thema maakt of doorheen de lessen.

` Per thema vind je op

adaptieve

oefenreeksen om te leerstof

verder in te oefenen.

LABO’S

Ga zelf op onderzoek! Op het einde van het leerschrift staan

een aantal labo’s om verder experimenten uit te voeren.

LEREN LEREN •

In de linkermarge naast de theorie is er plaats om zelf

•

vind je alternatieve versies van de

vind je per themasynthese een kennisclip

•

notities te maken. Noteren tijdens de les helpt je om de leerstof actief te verwerken. themasynthese.

waarin we alles voor jou nog eens op een rijtje zetten.

starten met genie

Handig voor onderweg

In elk thema word je ondersteund met een aantal hulpmiddelen.

Kenniskader We zetten doorheen het thema de belangrijkste zaken op een rijtje in

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

deze rode kaders.

Met GENIE ga je zelf experimenteren en op onderzoek. Daarbij moet je natuurlijk een aantal veiligheidsvoorschriften respecteren. Die vind je terug in dit kader. WEETJE

TIP

Een weetjeskader geeft extra verduidelijking of

OPDRACHT 11

In de tipkaders vind je handige tips terug bij het uitvoeren van de onderzoeken of opdrachten.

illustreert de leerstof met een extra voorbeeld. DOORDENKER

Nood aan meer uitdaging? Doorheen een thema zijn er verschillende doordenkers.

Niet altijd even makkelijk om op te lossen, maar het proberen waard!

Bij het onlinelesmateriaal vind je een vademecum.

Dat vademecum ̒GENIE in STEM-vaardigheden ̓ omvat: •

stappenplannen om een grafiek te maken, opstellingen correct te bouwen, metingen uit te voeren …;

•

een overzicht van grootheden en eenheden;

stappenplannen om een goede onderzoeksvraag op te stellen, een hypothese te formuleren …;

• • • •

een overzicht van gevarensymbolen en P- en H-zinnen; een overzicht van labomateriaal en labotechnieken; …

starten met genie

GENIE EN DIDDIT

HET ONLINELEERPLATFORM BIJ GENIE

Een e-book is de digitale versie van het leerschrift. Je kunt erin noteren, aantekeningen maken, zelf materiaal toevoegen ... •

Je kunt vrij oefenen en de leerkracht kan ook voor jou oefeningen klaarzetten.

•

De leerstof kun je inoefenen op jouw niveau.

Hier vind je de opdrachten terug die de leerkracht

voor jou heeft klaargezet.

Hier kan de leerkracht toetsen en taken voor jou klaarzetten.

Meer info over diddit vind je op https://www.vanin.diddit.be/nl/leerling.

Benieuwd hoever je al staat met oefenen en

opdrachten? Hier vind je een helder overzicht

van je resultaten.

• •

Hier vind je het lesmateriaal per thema. Alle instructiefilmpjes, kennisclips en demovideo’s zijn ook hier verzameld.

In de uitgave bieden we bovenop het beeldmateriaal verschillende 3D-beelden aan.

Denk maar aan een 3D-voorstelling van een oog.

Zo ervaar je wetenschappen op een heel nieuwe manier! 12

GENIE EN DIDDIT

DOWNLOAD 3D-APP

INLEIDING

HOE WORDT DE WERKING VAN EEN ORGANISME GEREGELD? 1 Welke structuren maken het een organisme mogelijk om in te spelen op waarneembare veranderingen? OPDRACHT 1

Meer oogst met muziek

ARTIKEL 1

ARTIKEL 2

egenwoordig zijn er pakketten te koop met een geluidinstallatie en aangepaste muziek om je planten beter te doen groeien. De trillingen van de geluidsgolven zouden een positief effect hebben op de groei van de plant. Producenten spelen daar handig op in door ook nog speciale voeding aan te bieden die in combinatie met de muziek nog betere resultaten oplevert. Voorlopig is er nog niets bewezen, maar wetenschappers zijn volop bezig met het onderzoeken van de invloed van muziek op planten.

Naar: www.science19.com

Van alcohol krijg je honger

Veel studenten weten het: na een nachtje doorzakken wordt de frietkraam of kebabzaak plots onweerstaanbaar. Er is al veel onderzoek gedaan naar het verband tussen alcoholgebruik en hongergevoel. Men stelde vast dat bij een experiment met muizen het hongergevoel werd opgewekt bij overmatig alcoholgebruik. Na het drinken van veel alcohol zijn we volgens een ander onderzoek ook gevoeliger voor geuren en krijgen we meer zin in vettig voedsel.

ARTIKEL 3

Naar: www.eoswetenschap.eu

BLOEMEN IN HET ZONNETJE

ntluikende zonnebloemen volgen de stand van de zon. ’s Morgens zijn ze naar het oosten gericht, tegen de avond ‘kijken’ ze naar het westen. ’s Nachts draaien ze rustig weer terug. Die beweging vertonen de bloemen dankzij de combinatie van het zonlicht en een interne klok.

ARTIKEL 4

Naar: De Standaard

Meet een leugendetector leugens?

ls mensen liegen reageert hun lichaam onbewust via de hartslag, de bloeddruk en de ademhaling. Klamme handen of een snelle hartslag kunnen aanwijzingen zijn dat iemand liegt. Een leugendetector meet dus geen leugens, maar gaat na bij welke vragen of uitspraken er verhoogde lichamelijke activiteit is. Naar: www.quest.nl

INLEIDING

Lees de artikels. In elk artikel is er sprake van een bepaalde reactie bij een organisme. 1

Noteer die reacties in de tweede kolom.

Noteer in de derde kolom waardoor de reactie wordt uitgelokt. Artikel

Wat is de reactie?

Waardoor wordt de reactie uitgelokt?

1 2

3 4

OPDRACHT 2

Situatie

Wat gebeurt er in je lichaam in de volgende situaties? Reactie van het lichaam

Je ziet en ruikt lekker eten.

De omgeving voelt koud aan.

Je hoort je naam roepen.

Er wordt fel licht ontstoken

in een donkere kamer.

Uit de voorbeelden bij opdracht 1 blijkt dat reacties worden uitgelokt door

veranderingen in de omgeving, zoals een verandering in de lichthoeveelheid of een stresserende situatie. Ook veranderingen binnen in een organisme lokken vaak een reactie uit, zoals honger na een overmaat aan alcohol.

De uitlokkende factor waarop je reageert, is een waarneembare verandering. We noemen dat een prikkel.

INLEIDING

prikkel

waarneembare verandering

receptor

Het antwoord op de prikkel is een actie die het organisme uitvoert, het is de reactie.

Om op een prikkel te kunnen reageren is het eerst nodig om de informatie van de prikkel te herkennen. Een receptor zal namelijk eerst de prikkel opvangen.

lichaamsdeel dat de prikkel herkent en opvangt signaal

• Bij dierlijke organismen zijn receptoren vaak in zintuigen gesitueerd. In je oor liggen bijvoorbeeld receptoren om geluid op te vangen.

• Planten beschikken ook over receptoren. Zonnebloemen kunnen de zon volgen dankzij lichtreceptoren of fotoreceptoren.

geleider

lichaamsdeel dat informatie geleidt

Na het opvangen van de prikkel door de receptor is er een schakel nodig

effector

Zowel het zenuwstelsel als het hormonaal stelsel kunnen als geleider of

die de informatie over die prikkel naar de plaats van de reactie brengt. Die

signaal

informatieoverdracht door het lichaam noemen we de geleiding. conductor fungeren.

lichaamsdeel dat een reactie uitvoert

reactie

De uiteindelijke reactie op een prikkel gebeurt door de effectoren. Spieren en klieren zijn voorbeelden van effectoren. Spieren hebben als effect dat

OPDRACHT 3

Klieren produceren sappen. Denk maar aan het speeksel dat je in de mond komt als je aan lekker eten ruikt.

actie als antwoord op de prikkel

er bewegingen optreden, zoals bij het wegrennen van een gevaarlijke hond.

Een man ziet een gevaarlijke hond. Hij reageert daarop door weg te rennen. In de onderstaande figuur wordt de situatie schematisch

weergegeven. Vul de figuur aan met de correcte begrippen.

INLEIDING

Schrijf in de tabel bij elke stap wat er gebeurt. prikkel receptor geleider effector

reactie

Organismen beschikken over gespecialiseerde structuren waardoor ze kunnen reageren op veranderingen in de omgeving:

• Een prikkel is een waarneembare verandering waarop een organisme reageert.

• Een receptor is een lichaamsonderdeel dat bepaalde prikkels

herkent en opvangt.

• Geleiders, zoals het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel, zorgen voor de informatieoverdracht tussen receptor en effector.

• Effectoren zijn delen van het lichaam die de reactie uitvoeren, zoals spieren en klieren.

• De reactie zelf is een actie van het organisme als antwoord op de

prikkel.

2 Op welke manier wordt de werking van het lichaam geregeld?

Technisch systeem

Je weet nu dat onderdelen in het lichaam verbonden zijn met elkaar

waardoor ze kunnen samenwerken. Als je dat met een technisch systeem vergelijkt, zoals een thermostaat in de wagen, kun je begrijpen hoe die regeling werkt.

Een thermostaat meet de temperatuur in de wagen. De gegevens

worden gecontroleerd en als de temperatuur verschilt van de gevraagde temperatuur, krijgt de airco het commando om warme of koude lucht

te blazen. Zodra de gewenste temperatuur bereikt is, stopt het toestel met werken. Op die manier wordt in de auto uiteindelijk de gewenste temperatuur bereikt.

Ook in dit technisch systeem herken je de prikkel, receptor, geleiding, 16

INLEIDING

effector en de uiteindelijke reactie.

prikkel

temperatuursverandering

receptor

thermometer

signaal

signalen

geleider

thermostaat

signalen

signaal

airco

reactie

temperatuursaanpassing

effector

Regelsysteem

Bij organismen doen het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel meer dan

enkel informatie geleiden. Die stelsels spelen ook een rol bij het op elkaar

afstemmen van de werking van de verschillende organen, dus bij het regelen van de lichaamswerking. In een stresserende situatie, zoals bij het weglopen voor een hond, reageren bijvoorbeeld meerdere stelsels tegelijkertijd: je spierkracht neemt toe, je hart zal sneller pompen, je bloeddruk stijgt …

De regeling van deze samenwerking gebeurt door een geordende

opeenvolging van stappen. De opeenvolgende stappen vormen samen het regelsysteem.

In het onderstaande voorbeeld regelt het zenuwstelsel de reacties op

prikkels door de werking van de receptoren in je huid en de effectoren in je

handen op elkaar af te stemmen.

Je warmt je handen bij een kampvuur. De warmte is de prikkel.

Receptoren in je huid vangen de warmteprikkel op.

Er wordt een signaal

naar de hersenen gestuurd.

Je hersenen controleren de temperatuur. Het wordt te warm en de hersenen

zenuwstelsel

bepalen een reactie.

Er wordt een signaal

naar de spieren gestuurd.

De spieren in je been ontvangen het signaal, zij zijn de effectoren.

Omdat het te warm wordt, zet je een stap achteruit; dat is de reactie.

INLEIDING

Ook het hormonaal stelsel regelt de reacties op prikkels volgens een

regelsysteem. Tijdens de puberteit produceert het lichaam stoffen die

de geslachtshormonen worden genoemd. Ze worden aangemaakt in de teelballen en eierstokken. Als die organen bij de start van de puberteit

geprikkeld worden, produceren ze hormonen die via het bloed in heel het

lichaam worden verspreid. De geslachtshormonen zorgen voor lichamelijke

veranderingen op verschillende plaatsen van het lichaam, zoals beharing en een zwaardere stem bij jongens en borstontwikkeling bij meisjes. OPDRACHT 4

Bestudeer de figuur en combineer de begrippen met de correcte omschrijvingen.

meisje leeftijd 8

jongen leeftijd 8

vrouw midden 20

man midden 20

Een signaal vanuit de hersenen wordt opgevangen door de eierstokken en

Geslachtshormonen komen in het bloed terecht en verspreiden zich

de teelballen.

B Secundaire geslachtskenmerken ontwikkelen zich. over het lichaam.

D Eierstokken en teelballen produceren geslachtshormonen.

Meerdere organen reageren op de geslachtshormonen.

INLEIDING

Afb. 1 Invloed van geslachtshormonen op het vrouwelijk lichaam

Afb. 2 Invloed van geslachtshormonen op het mannelijk lichaam

prikkel receptor geleider effector reactie

Planten reageren volgens een gelijkaardig systeem op prikkels. Receptoren vangen bijvoorbeeld een lichtprikkel op. Er wordt een signaal over de plant verspreid. Als reactie groeit de plant naar het licht toe.

Door voortdurend te reageren op veranderende omstandigheden zorgt een

regelsysteem ervoor dat organismen op de gepaste manier functioneren en reageren. Zo kan een organisme correct blijven werken.

Het hormonaal stelsel en het zenuwstelsel werken volgens een regelsysteem om de werking van verschillende onderdelen van je lichaam te coördineren.

Het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel coördineren de reacties en

regelen de samenwerking tussen de verschillende onderdelen van een organisme. De coördinatie gebeurt met behulp van een regelsysteem. Een regelsysteem is een geheel van geordende processen dat

ervoor zorgt dat een organisme gepast reageert op waarneembare veranderende omstandigheden (prikkels).

In de thema’s bestuderen we achtereenvolgens verschillende onderdelen van regelsystemen.

• In thema 1 nemen we de soorten prikkels onder de loep. We bekijken hoe de signalen worden

opgevangen door receptoren. We bespreken de receptoren van het zenuwstelsel en een zintuig in detail.

• In thema 2 bekijken we hoe het zenuwstelsel signalen geleidt en informatie verwerkt. De werking van spieren en klieren, de effectoren, komt hier aan bod.

• In thema 3 bestuderen we hoe het hormonaal stelsel reacties op prikkels coördineert om het inwendig milieu in balans te houden. We behandelen hier ook hoe hormonen de doelcellen kunnen activeren.

• In thema 4 bekijken we hoe planten zijn opgebouwd en vergelijken we hun reacties op prikkels met de

regelsystemen bij dieren.

INLEIDING

Notities

THEMA 01

REGELSYSTEMEN BIJ ORGANISMEN

CHECK IN

VERKEN

HOOFDSTUK 1: Waardoor worden regelsystemen geactiveerd?

1.1 Wat zijn de kenmerken van een prikkel?

1.2 Welke soorten prikkels kunnen organismen waarnemen?

1.3 Met behulp van welke structuren kunnen we prikkels waarnemen? A Receptoren voor uitwendige prikkels B Receptoren voor inwendige prikkels

30 30 33

Hoofdstuksynthese

Checklist

1.4 Langs waar wordt de informatie van prikkels doorgegeven?

Portfolio

HOOFDSTUK 2: Welke receptoren geven informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel?

2.1 Welke prikkels kunnen receptoren opvangen?

2.2 Hoe activeert een prikkel een receptor?

Hoofdstuksynthese

Checklist

Portfolio

HOOFDSTUK 3: Een zintuig onder de loep: het oog

3.1 Welke structuren liggen rond het oog? A B C D E

Oogleden, wimpers en wenkbrauwen Traanklieren Vetweefsel Bindvlies Spieren

52 52 53 53 54 54 55

3.2 Welke structuren liggen in het oog?

3.3 Hoe regelt het oog de hoeveelheid doorgelaten licht?

3.4 Op welke manier wordt het beeld van een voorwerp in het oog gevormd?

3.5 Hoe zorgt het oog voor een scherp beeld?

3.6 Waar liggen de fotoreceptoren en hoe zijn ze opgebouwd?

68 68 70 73

Hoofdstuksynthese Checklist Portfolio THEMASYNTHESE

A Algemene situering fotoreceptoren B Bouw en ligging van de soorten fotoreceptoren C Gevoeligheid voor licht en kleur

AAN DE SLAG

CHECK IT OUT OEFEN OP DIDDIT

Een zintuig onder de loep: het gehoorzintuig

Een zintuig onder de loep: het evenwichtszintuig Een zintuig onder de loep: de huid

Een zintuig onder de loep: het reukorgaan

Een zintuig onder de loep: het smaakorgaan

CHECK IN

Î Een opwarmertje diepvrieszakje

WAT HEB JE NODIG? doorzichtig diepvrieszakje elastiekje

chronometer (op smartphone) 1

Breng een hand in het diepvrieszakje.

Wacht een vijftal minuten.

2 4

Zorg dat het diepvrieszakje goed sluit rond je hand

HOE GA JE TE WERK?

door het met een elastiekje rond je pols te bevestigen.

Haal daarna je hand uit de diepvrieszak. WAT GEBEURT ER?

Afb. 3

Wat neem je waar na vijf minuten in het diepvrieszakje?

Nemen alle leerlingen hetzelfde waar of zijn er toch verschillen? Noteer de afwijkende waarnemingen.

Wat neem je waar in de omgeving als je hand uit het diepvrieszakje komt?

HOE ZIT DAT?

Welke prikkel wordt je lichaam gewaar?

b Wat is de reactie van je lichaam? Waarom is die reactie nodig?

Welke prikkels kan je lichaam nog waarnemen?

Hoe neemt je lichaam die prikkels waar?

Gebeurt de regeling altijd op dezelfde manier?

We zoeken het uit!

THEMA 01

check in

VERKEN

Î Welke systemen ken je? OPDRACHT 1

In de vakken natuurwetenschappen, techniek en aardrijkskunde heb je al kennisgemaakt met verschillende soorten systemen. Selecteer hieronder alle systemen. konijn

bord

baksteen

elektrische stroomkring loofbos

zandkorrels

OPDRACHT 2

Herken in de volgende voorbeelden de ruimtelijke, natuurlijke en technische systemen. Zet een kruisje in de juiste kolom. Natuurlijk systeem

Technisch systeem

Ruimtelijk systeem

weidelandschap paardenbloem

fotohouder stedelijk landschap celwand mens

topografische kaart

weidelandschap

paardenbloem

fotohouder

celwand

stedelijk landschap

topografische kaart

mens

OPDRACHT 3

Noteer nog een drietal voorbeelden van natuurlijke systemen uit jouw leefwereld.

THEMA 01

verken

HOOFDSTUK 1

Î Waardoor worden regelsystemen geactiveerd? LEERDOELEN

M een waarneming omschrijven;

M een technisch, ruimtelijk en natuurlijk systeem herkennen.

Je leert nu:

M een prikkel omschrijven;

M verschillende soorten prikkels herkennen;

M het onderscheid maken tussen inwendige en uitwendige prikkels;

Je kunt al:

M toelichten dat het hormonaal stelsel en het reacties op prikkels.

wat waar. Het begint ’s morgens al wanneer je

wakker wordt van de wekker. Je opent je ogen om

de wekker uit te zetten en je moet wennen aan het

zenuwstelsel tussenkomen bij het bepalen van

We nemen tijdens onze dagelijkse activiteiten heel

daglicht. Regelsystemen kunnen dan ook niet in werking treden zonder prikkels.

1.1 Wat zijn de kenmerken van een prikkel?

OPDRACHT 4

ONDERZOEK

Wat neem je waar met je huid? 1

Wat kun je waarnemen als een houten tandenstoker je huid aanraakt? Hypothese

Onderzoeksvraag

Noteer jouw hypothese.

TIP Hulp nodig om een

goede hypothese te formuleren? Bekijk de checklist in het vademecum.

CHECKLIST HYPOTHESE

Benodigdheden houten tandenstoker THEMA 01

hoofdstuk 1

4 1 5

tandenstoker

Werkwijze

2 a

Prik lichtjes met de tandenstoker in je hand.

Prik vervolgens harder met de tandenstoker in je hand. Waarnemingen

Wat voel je bij het lichtjes prikken van de tandenstoker?

Afb. 4

b Wat voel je bij het harder prikken met de tandenstoker?

Verwerking

Besluit

Waardoor kan de huid deze waarnemingen doen?

Reflectie

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

OPDRACHT 5

Niet alleen dierlijke organismen kunnen aanraking waarnemen, planten kunnen dat ook. Bekijk het filmpje van de venusvliegenval en los de vragen op. 1

Op welke prikkel reageert de venusvliegenval?

THEMA 01

hoofdstuk 1

BEKIJK DE VIDEO

Waarom reageert de plant niet onmiddellijk als een vlieg zich in de val bevindt?

Gebeurt deze reactie snel of traag? Verklaar. Afb. 5 Venusvliegenval

Zou de plant ook reageren als we met een tandenstoker de val aanraken?

OPDRACHT 6 DOORDENKER

Beantwoord de vragen over de venusvliegenval. Waarom zou de venusvliegenval vliegen vangen?

Zou de plant sterven als er geen insecten in de buurt zijn?

Planten en dieren kunnen meerdere veranderingen waarnemen, zoals

temperatuursveranderingen, drukverschillen en pijn. Toch lokken niet alle

veranderingen een reactie uit. Zo lokt de aanraking van één haartje bij een venusvliegenval geen reactie uit.

Een verandering die je niet kunt waarnemen, lokt geen reactie uit en is dan

geen prikkel. Je kunt dat vergelijken met muizen die onderling communiceren zonder dat de kat het hoort. Het muizengepiep fungeert als een prikkel voor de muizen, maar niet voor de kat.

Een prikkel is dus een waarneembare verandering die voldoende groot is om erop te reageren. Als je reageert op een prikkel, was die prikkel

dus sterk genoeg. De prikkeldrempel is de minimumwaarde waarbij een bepaalde prikkel kan worden waargenomen.

THEMA 01

hoofdstuk 1

Een organisme kan veranderingen waarnemen dankzij zijn gevoeligheid voor prikkels.

Een prikkel is een waarneembare verandering die sterk genoeg is om een reactie van het organisme uit te lokken.

De prikkeldrempel is de minimale sterkte van een prikkel om die te kunnen waarnemen.

Maak oefening 1 t/m 4 op p. 83 en 84.

1.2 Welke soorten prikkels kunnen organismen waarnemen?

De meeste prikkels waarover je al leerde, zijn afkomstig van buiten het organisme, zoals het voelen van een insect door de venusvliegenval of

een temperuursverandering in de omgeving. Omdat die prikkels vanuit de

omgeving komen, noemen we ze uitwendige prikkels.

Prikkels moeten niet noodzakelijk uit de omgeving komen. Ze kunnen ook een andere oorsprong hebben. Je bestudeert dat aan de hand van het

volgende voorbeeld.

OPDRACHT 7

Bestudeer de figuur van de urinewegen in het menselijk lichaam en beantwoord de vragen.

nieren

urineleider

urineblaas

urinebuis Afb. 6 De urinewegen maken deel uit van het uitscheidingsstelsel.

THEMA 01

hoofdstuk 1

Waar komt de urine in de nieren vandaan?

Waar wordt de urine tijdelijk opgeslagen?

Waarom moet je op een bepaald moment naar het toilet gaan om te plassen?

Wat zou er gebeuren als je het plasgevoel zou negeren?

prikkel

inwendig

meten. Een urineblaas van een volwassen persoon heeft een volume van

1 500 ml. Als ze voor een derde gevuld is, schieten de receptoren in actie.

Die prikkel ontstaat in het lichaam; we noemen het daarom een inwendige

prikkel. Je lichaam reageert met een plasgevoel waardoor je naar het toilet moet gaan om te plassen. Negeer je die prikkel, dan gaat je sluitspier

toch ontspannen waardoor de urine verwijderd wordt. Baby’s kunnen die

receptor

In de wand van de urineblaas zitten receptoren die de druk op de wand

uitwendig

signalen

geleider

signalen

effector

reactie

sluitspier nog niet controleren; het vraagt wat oefening.

• Uitwendige prikkels zijn prikkels die afkomstig zijn uit de omgeving van het organisme, bijvoorbeeld een temperatuursverandering of een aanraking.

• Inwendige prikkels zijn prikkels die in het organisme ontstaan,

bijvoorbeeld een drukverschil in de urineblaas. Maak oefening 5 op p. 84.

THEMA 01

hoofdstuk 1

1.3 Met behulp van welke structuren kunnen we prikkels waarnemen?

Een organisme beschikt over receptoren om een verandering in de omgeving of in het eigen lichaam waar te nemen.

Receptoren voor uitwendige prikkels

De receptoren die uitwendige prikkels opvangen, liggen meestal gegroepeerd in speciale organen: de zintuigen. De receptoren in die zintuigen zijn

receptorcellen die gevoelig zijn voor een specifieke prikkel.

Zo is de neus een zintuig waarin receptorcellen liggen die specifiek gevoelig zijn voor geuren. We kunnen heel wat geurstoffen opvangen, zoals de geur

van bloemen, of het aroma van koffie. Soms is een geur minder aangenaam,

bijvoorbeeld de meststoffen die je aan planten toedient. Die geuren neem je liever niet waar; je knijpt je neus dicht.

OPDRACHT 8

Beantwoord de vragen. Wat zijn geuren?

Geuren worden waargenomen in je neus, maar zijn toch uitwendige prikkels. Verklaar.

Kleur een receptorcel die geuren kan waarnemen op de onderstaande figuur.

reukslijmvlies

THEMA 01

hoofdstuk 1

receptorcel

neusholte neusholte

reukstoffen

Soms liggen de receptorcellen niet geconcentreerd in een orgaan en liggen

ze meer verspreid. De receptorcellen die temperatuurverschillen waarnemen, OPDRACHT 9

liggen bijvoorbeeld verspreid over de hele huid.

Welke prikkels kunnen door de volgende zintuigen worden waargenomen? Noteer in de tabel. Zintuig

oog

Waargenomen prikkel

oor neus tong

OPDRACHT 10

huid

Bekijk de afbeeldingen van uitwendige prikkels. 1

Noteer de uitwendige prikkel(s) die je op de foto’s ziet.

In welke organen bevinden de receptorcellen zich? Situatie

Uitwendige prikkel

Plaats van de receptorcellen

THEMA 01

hoofdstuk 1

OPDRACHT 11

Lees de tekst en beantwoord de vragen. In een onderzoek werd een plant in een afgesloten kartonnen doos geplaatst. Er werd aan de zijkant een klein gaatje gemaakt zodat het daglicht in de doos langs deze plaats binnen kon. Er werd een kiemplantje in het midden van de doos geplaatst gedurende twee weken. De plant kreeg water en meststoffen. Bestudeer de afbeeldingen van de plant voor en na het onderzoek en bekijk de video. Is de groeiende plant mooi verticaal gegroeid? Ja / Nee

Als je weet dat de plant aan fotosynthese doet, hoe kun je

Afb. 7 Plant bij aanvang van het onderzoek

b Hoe is de plant gegroeid als je het resultaat na twee weken bekijkt?

Afb. 8 Plant na het onderzoek

dan verklaren dat de plant op deze manier gegroeid is?

OPDRACHT 12

BEKIJK DE VIDEO

Lees de tekst en beantwoord de vragen.

Bij zonnebloempitten komt de wortel aan de puntzijde naar buiten en begint water op te zuigen. In een onderzoek werden de pitten op gelkorrels gelegd. Die gelkorrels zijn heel vochtig en houden water goed vast. Er werden verschillende zonnebloempitten in verschillende posities op de gelkorrels geplaatst. Sommige staken met de puntzijde naar boven; andere staken met de puntzijde naar beneden, nog andere waren zijwaarts geplaatst. De gelparels werden dagelijks beneveld met water gedurende een week. Het onderzoek werd uitgevoerd op de vensterbank op kamertemperatuur. Bekijk de afbeeldingen van de

zonnebloempitten voor het onderzoek en na het onderzoek. gelkorrels

gelkorrels zonnebloempitten

Afb. 9 Zonnebloempitten bij aanvang van het onderzoek

THEMA 01

hoofdstuk 1

zonnebloempitten

Afb. 10 Zonnebloempitten na het onderzoek

Bij welke zonnebloempitten heeft de wortel geen water kunnen opzuigen?

b In welke richting groeien de wortels? Afb. 11 Kiemende zonnebloempit

Hoe kun je dit verschijnsel bij de wortel verklaren?

OPDRACHT 13 DOORDENKER

Beantwoord de vraag. In het internationaal ruimtestation zou een plant in elke richting kunnen groeien omdat er geen

zwaartekracht is. Toch groeien planten uiteindelijk

in een welbepaalde richting. Waarom?

BEKIJK DE VIDEO

Afb. 12 Tomatenplant onder ledlicht in het ISS

• Dieren vangen uitwendige prikkels op via receptorcellen. Die cellen liggen verspreid of gegroepeerd in zintuigorganen.

• Een zintuig is een orgaan waarin receptorcellen voor een bepaalde prikkel gegroepeerd liggen.

• Planten hebben ook receptoren voor uitwendige prikkels.

Dankzij receptoren kunnen organismen reageren op uitwendige prikkels. `

Maak oefening 6, 7 en 8 op p. 85.

Receptoren voor inwendige prikkels

Inwendige prikkels zijn vaak concentratieveranderingen van stoffen die door het organisme worden opgenomen of die het organisme zelf aanmaakt. Die stoffen worden door receptoren in het lichaam opgevangen.

THEMA 01

hoofdstuk 1

De receptoren voor inwendige prikkels zijn meestal in organen

geconcentreerd. In de alvleesklier bevinden zich bijvoorbeeld specifieke receptorcellen die gevoelig zijn voor het suikergehalte in het bloed.

Ook planten beschikken over receptoren om inwendige prikkels op te

vangen. Daarbij spelen plantenhormonen een belangrijke rol. In thema 4 gaan we hier dieper op in. OPDRACHT 14

Beantwoord de vragen. Om te weten te komen of bij een jongen de puberteit al gestart is,

meet de dokter het volume van de teelballen met een orchidometer. Waarom is dat een belangrijke indicatie?

Hoe reageert het lichaam op het hormoon adrenaline dat vrijkomt

tijdens een heftige pretparkattractie?

prikkel

Specifieke receptoren in een organisme vangen inwendige prikkels

in zintuig

verspreid

uitwendig

receptor

inwendig

signalen

geleider

signalen

effector

reactie

THEMA 01

hoofdstuk 1

op. Inwendige prikkels zijn prikkels die in het lichaam ontstaan, zoals hormonen. `

Maak oefening 9, 10 en 11 op p. 85 en 86.

1.4 Langs waar wordt de informatie van prikkels doorgegeven?

OPDRACHT 15

Hoe snel reageer je op kleurverandering van een verkeerslicht? Scan de QR-code en test het uit. Herhaal de test vijf keer en noteer jouw gemiddelde reactietijd in de kolom. 𝒕 (reactietijd)

(ms)

jouw gemiddelde reactietijd

TEST JE REACTIESNELHEID

snelste leerling

Noteer in de kolom ook de gemiddelde reactietijd van de snelste leerling.

Zoek een verklaring voor het verschil in gemiddelde reactietijd tussen leerlingen.

Wat kun je daaruit besluiten?

Waarom gebruikt men de eenheid ‘milliseconden’ (ms) in dit experiment

en niet gewoon ‘seconden’ (s)?

Op welke prikkel reageer je?

In welk zintuigorgaan bevinden zich de receptorcellen om die prikkel waar te nemen?

Een prikkel die wordt opgevangen door een receptorcel, wordt omgezet in een signaal. Wanneer dat signaal tot een snel antwoord leidt, gebeurt dat

door tussenkomst van het zenuwstelsel. Het zenuwstelsel is een geleider, het transporteert het signaal door het lichaam. Hoe dat gebeurt, leer je in het volgende thema.

Planten hebben geen zenuwstelsel, maar kunnen ook relatief snel reageren op prikkels. Dat namen we waar in opdracht 5 bij de venusvliegenval.

THEMA 01

hoofdstuk 1

centraal

perifeer

zenuwstelsel

Afb. 13 Het zenuwstelsel is overal aanwezig in het lichaam.

Een receptor zet een prikkel om in een signaal voor de geleider. De

geleider is de schakel tussen receptor en effector.

Dankzij het zenuwstelsel kunnen prikkels tot een snelle maar kortstondige reactie leiden.

De volgende processen zorgen ervoor dat het organisme snel op de

prikkel reageert: 1

3 4

Een prikkel wordt opgevangen door een receptorcel die daarvoor

gevoelig is.

De receptorcel veroorzaakt een elektrisch signaal.

Het zenuwstelsel verstuurt het elektrisch signaal erg snel naar de effectoren.

De effectoren zorgen voor een reactie. Maak oefening 12 op p. 86.

WEETJE Alcohol heeft een verdovende werking op de hersenen. Daardoor reageert

iemand die alcohol heeft gedronken

trager dan normaal. De controle over zijn been- en armspieren gaat achteruit, het

gezichtsvermogen wordt minder en hij kan zich steeds slechter concentreren. Een

voorbeeld: een bestuurder rijdt 80 km per

uur (= 22 meter per seconde). Na 3 of 4 glazen bier reageert hij een

halve seconde langzamer. Als hij plots moet remmen, heeft hij dus 11

meter meer nodig om tot stilstand te komen dan in nuchtere toestand. 36

THEMA 01

hoofdstuk 1

OPDRACHT 16

Lees de tekst, bestudeer de figuur en beantwoord de vragen.

dat je slaperig, minder geconcentreerd en moe wordt. Wanneer de lichtintensiteit afneemt, start het lichaam met de aanmaak van dit hormoon. Via het bloed wordt melatonine over heel het lichaam verspreid. Bij blootstelling aan licht wordt melatonine afgebroken. De curve op grafiek 1 toont het verloop van de concentratie melatonine gedurende een volledige dag. a

Waarom is de hoeveelheid melatonine het hoogst tijdens de nacht?

50 40 30 20 10

hersenen wordt aangemaakt. Het zorgt ervoor

ochtendmens normaal ritme avondmens

60 melatonine in speeksel (pg/ml)

Melatonine is een hormoon dat in een klier in de

0 12:00 14:00 16:00 18:00 20:00 22:00 0:00 02:00 04:00 06:00 08:00 10:00 12:00 Grafiek 1

b Verklaar waarom ochtendmensen vroeg wakker zijn, terwijl avondmensen zich pas om 11 uur

Het slaapverwekkend effect van melatonine treedt op na ongeveer een half uur. Wat kun je daarover besluiten als je het vergelijkt met de werking van het zenuwstelsel?

uitgeslapen voelen.

d Waarom is het niet gezond om net voor het slapengaan nog even op je

smartphone of tablet te tokkelen?

In een organisme worden er hormonen aangemaakt als gevolg van het

ontvangen van een prikkel die opgevangen wordt door receptorcellen in de hormoonklieren. Zij beoordelen de prikkel en produceren op basis daarvan

bepaalde hormonen. Die hormonen fungeren als signaalstof. Via de bloedbaan vervoeren zij informatie over de prikkel naar alle delen van het lichaam. Alle cellen die gevoelig zijn voor het specifiek hormoon, de doelcellen, kunnen

Afb. 14 Hormonen in de bloedbaan

reageren. Het zijn de effectoren, zij zorgen voor de reactie.

Omdat de geleiding van hormonen via de bloedbaan verloopt, komt de reactie meestal traag op gang en houdt ze langer aan dan bij het zenuwstelstel.

THEMA 01

hoofdstuk 1

Het hormonaal stelsel treedt op als geleider van informatie. Het vormt een schakel tussen receptor en effector. Het hormonaal stelsel zorgt voor trage maar langdurige reacties.

Het geleiden van de informatie van een prikkel via het hormonaal stelsel gebeurt op de volgende manier: 1

Een prikkel wordt opgevangen door receptorcellen in een

De hormonen stimuleren de effectoren, specifieke doelcellen, die

4 `

hormoonklier.

De receptorcel produceert hormonen, die doorheen het organisme worden verspreid.

voor een reactie zorgen.

De reactie komt meestal traag op gang en duurt langer dan bij het zenuwstelsel.

Maak oefening 13 en 14 op p. 86.

WEETJE

Bij de geleiding van prikkels is er een duidelijk snelheidsverschil

bij het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel. In het zenuwstelsel

verplaatst het signaal zich met een snelheid van 60 meter per seconde. In het hormonaal stelsel zorgt het hormoon voor de geleiding en een

hormoon verplaatst zich met 30 centimeter per seconde in de aorta.

Het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel vormen een schakel tussen

receptor en effector. Ze geleiden de informatie die afkomstig is van een prikkel tot bij een effector. De effector voert de reactie uit.

Welke de effectoren zijn is afhankelijk van de soort informatiegeleider.

Het zenuwstelsel geleidt informatie naar klieren of spieren, het hormonaal

stelsel geleidt informatie naar specifieke doelcellen, die in meerdere soorten weefsels gelegen kunnen zijn. We bespreken deze processen van nabij in de

volgende thema’s.

THEMA 01

hoofdstuk 1

OPDRACHT 17

Vergelijk de informatieoverdracht van het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel. Schrijf de verschillen op de juiste plaats in het schema. Kies uit: elektrisch signaal zorgt voor de geleiding – langdurig effect – hormonen zorgen voor de geleiding – kortstondig effect – snelle reactie – trage reactie

Hormonaal stelsel

Zenuwstelsel

Verschillen

uitwendig

prikkel

inwendig

in zintuig

verspreid

uitwendig

receptor

inwendig

signalen

geleider

signalen

zenuwstelsel

hormonaal stelsel spieren

zenuwstelsel

effector

klieren

hormonaal stelsel

weefsels met specifieke doelcellen

reactie

THEMA 01

hoofdstuk 1

HOOFDSTUKSYNTHESE

Î Waardoor worden regelsystemen geactiveerd? Kernbegrippen

Notities 1.1 Wat zijn de kenmerken van een prikkel? Een prikkel is een

die sterk genoeg is om een De

prikkel

1.2 Welke soorten prikkels kunnen organismen waarnemen?

in zintuig

verspreid

• Uitwendige prikkels zijn prikkels die

1.3 Met behulp van welke structuren kunnen we prikkels

zenuwstelsel

hormonaal stelsel

Dieren en planten hebben

signalen

spieren

klieren

zenuwstelsel

hormonaal stelsel

weefsels met specifieke doelcellen

reactie

Bij dieren liggen de

synthese hoofdstuk 1

voor

uitwendige prikkels geconcentreerd of verspreid in . De

voor inwendige prikkels liggen vaak geconcentreerd in 1.4 Langs welke weg wordt de informatie van prikkels doorgegeven? Een receptor zet een prikkel om in een signaal voor de

Het

prikkels mogelijk; bij het

. Dat is de schakel tussen .

maakt een snelle reactie op

komt de reactie meestal traag op gang. De

van de geleider.

THEMA 01

voor

uitwendige en inwendige prikkels.

geleider

waarnemen?

signalen

effector

• Inwendige prikkels zijn prikkels die

inwendig

is de minimumwaarde

waarbij een prikkel waargenomen kan worden.

inwendig

receptor

organisme uit te lokken.

uitwendig

van het

verschillen naargelang de aard

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis • Ik kan een prikkel omschrijven.

• Ik kan verschillende soorten prikkels benoemen.

• Ik kan het verschil tussen inwendige en uitwendige prikkels uitleggen. • Ik kan omschrijven wat een receptor is.

• Ik kan benoemen welke stelsels als schakel fungeren tussen receptor en effector.

• Ik kan de rol van de geleiders omschrijven.

• Ik kan soorten effectoren benoemen en hun rol omschrijven.

2 Onderzoeksvaardigheden

• Ik kan definiëren wat een regelsysteem is en de functie ervan omschrijven. • Ik kan een hypothese formuleren in functie van de onderzoeksvraag. • Ik kan reflecteren over een onderzoek.

• Ik kan met behulp van een aangereikt onderzoek of een aangereikte tekst de antwoorden vinden op vragen die daarmee verband houden.

Je kunt deze checklist ook op

invullen bij je portfolio.

THEMA 01

checklist hoofdstuk 1

HOOFDSTUK 2

Î Welke receptoren geven informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel? Je kunt al: M uitleggen dat receptoren

inwendige en uitwendige prikkels opvangen;

M uitleggen dat snelle reacties op prikkels door het zenuwstelsel

LEERDOELEN

Je leert nu:

Een smartphone zit bomvol slimme sensoren, die heel wat dingen

M welke receptoren informatie

voor infraroodlicht zorgen ze ervoor dat je leuke foto’s kunt maken.

over prikkels doorgeven aan het zenuwstelsel.

uit de omgeving kunnen meten en detecteren. Zo bevat de camera van een smartphone sensoren voor kleuren. Samen met sensoren

worden verwerkt.

De temperatuursensoren kunnen vrij accuraat de temperatuur meten. Druksensoren registeren dan weer aanraking van het

scherm. Ook in ons lichaam zijn soortgelijke ‘sensoren’ aanwezig.

2.1 Welke prikkels kunnen receptoren opvangen?

prikkel

receptor

signaal

geleider

zenuwstelsel

signaal

effector reactie

Je leerde al dat een organisme verschillende soorten prikkels kan waarnemen. De prikkels worden gedetecteerd door receptoren. Die cellen

verzamelen bepaalde informatie over de omstandigheden in hun omgeving,

zowel in als buiten het lichaam. De receptoren kunnen de informatie van de

prikkel omzetten in een signaal voor het zenuwstelsel. Dat signaal wordt dan via die geleider doorgegeven naar de effectoren. In de effectoren vindt dan een reactie plaats.

Het zenuwstelsel geeft informatie door in het lichaam. Op die manier kan het lichaam reageren op veranderingen.

Prikkels die leiden tot een snelle reactie worden via het zenuwstelsel verwerkt. Bij gewervelde dieren (vissen, reptielen, amfibieën, vogels,

zoogdieren) gebeurt die verwerking in de hersenen en/of het ruggenmerg.

Die twee verwerkingscentra kunnen enkel informatie verwerken die omgezet is in elektrische signalen.

Receptoren zetten prikkels om in elektrische signalen, de taal van ons zenuwstelsel. Hoe dat precies gebeurt, ontdek je in dit hoofdstuk. 42

THEMA 01

hoofdstuk 2

OPDRACHT 18

Welke prikkels kunnen organismen allemaal waarnemen? Noteer bij elke afbeelding over welke waarneembare verandering het gaat. Kies uit: beweging – (verandering in) concentratie van een stof in het bloed – dorst – geluid – inwerking van de zwaartekracht – lege maag – pijn – verandering in temperatuur –

verandering van licht

THEMA 01

hoofdstuk 2

OPDRACHT 19

ONDERZOEK

Hoe kan de huid warmte en koude detecteren? 1

Onderzoeksvraag Hoe kunnen receptoren in de huid een temperatuur waarnemen? Hypothese

Noteer een hypothese. Benodigdheden drie bekers of emmers warm water (ca. 40 °C) koud water (ca. 20 °C)

Werkwijze

Neem drie emmers of bekers die voldoende groot zijn zodat beide handen erin passen.

Breng tegelijkertijd je linkerhand in de beker met koud water en je rechterhand in de beker met

3 5

Vul de derde beker met lauw water (helft warm, helft koud). warm water.

Breng na enkele minuten beide handen in de beker met lauw water. Houd je handen een tijdje in die beker.

Vul één beker met koud water en één beker met warm water.

Waarneming

Verwerking

Wat neem je waar als je één hand in koud water en één hand in warm water stopt?

b Wat neem je waar wanneer je beide handen vervolgens in de beker met lauw water stopt?

Hoelang neem je een verschil in temperatuur waar?

Besluit

Noteer een besluit.

THEMA 01

hoofdstuk 2

Reflectie a

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

Waarom neem je na een tijdje geen verschil meer waar tussen de handen?

d Is de huid geschikt om een exacte temperatuur waar te nemen?

In het lichaam zijn specifieke receptoren aanwezig. In de huid zijn

bijvoorbeeld receptoren aanwezig die geactiveerd worden als ze een

temperatuursverandering waarnemen. Dat noemen we de thermoreceptoren. Receptoren in het oog zijn gevoelig voor een verandering van licht, de

fotoreceptoren. Een receptor is dus gevoelig voor één bepaalde prikkel,

de gepaste prikkel. Om een hele reeks prikkels waar te nemen, beschikt je lichaam over een hele reeks verschillende soorten receptoren.

OPDRACHT 20 ONDERZOEK

Onderzoek waar de receptoren voor smaak liggen aan de hand van Labo 1 op p. 269.

THEMA 01

hoofdstuk 2

Receptoren in het menselijk lichaam

Kenmerken

Mechanoreceptoren

• Gevoelig voor: druk, geluid en aanraking

• Voorbeelden van plaatsen in het

uitstulpingen

lichaam: huid en oor

• Werking: als de uitstulpingen of

haarcel

haartjes bewegen als gevolg van druk of aanraking, dragen de

mechanoreceptoren een elektrisch

zenuwcel

signaal over naar het zenuwstelsel.

Afb. 15 Haarcellen zijn de mechanoreceptoren in het oor. Ze zijn verbonden met zenuwcellen.

Chemoreceptoren

• Gevoelig voor:

concentratieverandering van stoffen (geuren, smaken)

• Voorbeelden van plaatsen in het

reukreceptor

lichaam: neus en tong

• Werking: als er stoffen op de chemoreceptoren binden,

dragen ze een elektrisch signaal over naar het zenuwstelsel. Geurreceptoren kunnen

neusholte

gasvormige stoffen waarnemen,

smaakreceptor

smaakreceptoren kunnen opgeloste stoffen waarnemen. Smaak- en geurreceptoren worden samen chemoreceptoren genoemd.

tong

smaak- en geurstoffen

Afb. 16 In de neus en op de tong zitten heel wat chemoreceptoren.

Thermoreceptoren

• Gevoelig voor: opperhuid

lichaam: huid

• Werking: bij

temperatuursveranderingen

dragen thermoreceptoren een

koudereceptor lederhuid

warmtereceptor

temperatuursveranderingen

• Voorbeelden van plaatsen in het

elektrisch signaal over naar het

zenuwstelsel. thermoreceptoren

nemen temperaturen waar tussen de 15 en 45 °C, waarbij we opwarming

Afb. 17 Thermoreceptoren in de huid registreren opwarming en afkoeling.

THEMA 01

hoofdstuk 2

en afkoeling kunnen waarnemen.

Temperaturen onder of boven die grens worden als pijn ervaren.

Receptoren in het menselijk lichaam

Kenmerken

Pijnreceptoren

• Gevoelig voor: beschadiging

pijnreceptor

opperhuid

• Voorbeelden van plaatsen in het lichaam: huid, spieren, ingewanden

• Werking: bij beschadiging dragen pijnreceptoren een elektrisch signaal over naar het

zenuwstelsel. Dat is een belangrijk signaal, het waarschuwt het lichaam dat het moet

handelen en bijsturen om verdere beschadiging te voorkomen. Naast prikkeling van de

lederhuid

pijnreceptoren kan een zeer sterke prikkeling

van andere receptoren ook een pijngevoel

opwekken (te fel licht, te luid geluid, te sterke opwarming of afkoeling).

Afb. 18 Pijnreceptoren bevinden zich onder andere in de huid.

Fotoreceptoren

netvlies

fotoreceptoren

• Gevoelig voor: licht

• Voorbeelden van plaatsen in het lichaam: oog • Werking: de fotoreceptoren zijn gevoelig voor de straling met een bepaalde golflengte, de

zichtbare straling. Bij invallend licht dragen

fotoreceptoren een elektrisch signaal over naar het zenuwstelsel.

Afb. 19 In het oog bevinden zich fotoreceptoren.

WEETJE

aanwezig bij de mens, maar wel

O zw

receptoren. Ze zijn niet

receptoren zijn er nog andere

N no

Naast de opgesomde

bij sommige andere dierlijke organismen.

• Dieren zoals haaien en

vogelbekdieren beschikken over elektroreceptoren.

Afb. 20 Elektroreceptoren bij de haai

Afb. 21 Duiven beschikken over magnetoreceptoren.

Daarmee kunnen ze elektrische signalen detecteren. Aan de hand van elektroreceptoren kunnen ze een prooi opsporen zonder ze te zien of te ruiken.

• Andere dieren, zoals bijvoorbeeld de duif, bezitten magnetoreceptoren. Met die receptoren nemen ze het magnetisch veld van de aarde waar. Het werkt als een kompas. Daardoor vindt een duif altijd zijn thuishaven terug.

THEMA 01

hoofdstuk 2

Receptoren zijn specifiek omdat ze door welbepaalde, gepaste prikkels

worden geactiveerd. Receptoren zijn verbonden met het zenuwstelsel en geven hun informatie door via een elektrisch signaal.

Mensen beschikken over verschillende soorten receptoren: Soorten prikkels

Receptoren

licht

fotoreceptoren

mechanoreceptoren

oog

oor, huid

druk, geluid en

Zintuigen

aanraking

concentratieveran-

chemoreceptoren

neus, tong

temperatuurs-

thermoreceptoren

huid

beschadiging

pijnreceptoren

huid

dering van stoffen verandering

Maak oefening 15 t/m 19 op p. 86 en 87.

2.2 Hoe activeert een prikkel een receptor?

Geluid dat te stil is, hoor je niet. Pas als de prikkel voldoende sterk is, en dus het geluid voldoende luid is, zullen de receptoren geactiveerd worden. Voor

BEWEGENDE HAARCELLEN

THEMA 01

hoofdstuk 2

de mechanoreceptoren in je oor betekent dat de geluidsgolven voldoende

sterk moeten zijn om de haartjes aan de haarcellen in je oor te plooien. Pas dan zullen die gespecialiseerde cellen een elektrisch signaal maken en dat signaal daarna doorgeven aan de omliggende zenuwcellen. haarcel

zenuwcel

haartje

prikkel: geluidsgolven

receptor haarcel met haartjes

geleider: zenuwcel

haarcel

zenuwcel

haartje

grotere buiging haarcellen bij voldoende luide toon

aanmaak elektrisch signaal in receptorcel

overdracht elektrisch signaal naar zenuwcel

Afb. 22

Zodra de prikkel de prikkeldrempel overschrijdt, wordt de receptorcel

geprikkeld. Voor het gehoor gebeurt dat bij een voldoende plooiing van de haartjes op de mechanoreceptoren, voor het zicht gebeurt dat wanneer er voldoende intens licht op de fotoreceptor valt.

In thema 2 zul je leren hoe het elektrisch signaal wordt overgedragen tussen

de verschillende cellen.

Zodra de prikkel sterker is dan de prikkeldrempel, kan de receptor de prikkel opvangen en omzetten naar een elektrisch signaal.

Dat elektrisch signaal wordt daarna overgedragen naar een zenuwcel. Maak oefening 20, 21 en 22 op p. 87 en 88.

THEMA 01

hoofdstuk 2

HOOFDSTUKSYNTHESE

Î Welke receptoren geven informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel? Kernbegrippen

Notities

2.1 Welke prikkels kunnen receptoren van dierlijke organismen uitwendig

opvangen?

inwendig

welbepaalde,

prikkel

Receptoren van het zenuwstelsel zijn specifiek omdat ze door

in zintuig

verspreid

uitwendig

receptor

inwendig

signalen

Receptoren van het zenuwstelsel kunnen ingedeeld worden in: •

•

, die gevoelig zijn voor

druk of beweging;

, die gevoelig zijn voor

zenuwstelsel

hormonaal stelsel

•

een verandering in de aanwezigheid of concentratie van bepaalde stoffen;

een verandering in de temperatuur;

geleider

geactiveerd.

worden

signalen

spieren

zenuwstelsel

effector

klieren

hormonaal stelsel

weefsels met specifieke doelcellen

reactie

THEMA 01

synthese hoofdstuk 2

•

, die gevoelig zijn voor

gevoelig zijn voor beschadigingen van het lichaam;

, die

, die gevoelig zijn voor

bepaalde golflengtes van het stralingsspectrum.

2.2 Hoe activeert een prikkel een receptor? Zodra de prikkel de

bereikt, kan de receptor de prikkel opvangen en omzetten naar .

een

Dat signaal wordt vervolgens overgedragen naar een .

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis • Ik kan de functie van een receptor beschrijven.

• Ik kan de termen gepaste prikkel en prikkeldrempel verklaren. • Ik kan receptoren indelen en beschrijven.

2 Onderzoeksvaardigheden

• Ik kan een besluit formuleren. Je kunt deze checklist ook op

invullen bij je portfolio.

• Ik kan een hypothese formuleren.

THEMA 01

checklist hoofdstuk 2

HOOFDSTUK 3

Î Een zintuig onder de loep: het oog

LEERDOELEN Je weet al:

M dat licht een prikkel is die wordt opgevangen door fotoreceptoren;

M hoe fotoreceptoren een lichtprikkel omzetten naar een

Nu je leerde hoe receptoren prikkels opvangen en de informatie daarover

aan een zenuwcel overdragen, kun je

Je leert nu:

begrijpen hoe onze zintuigen werken.

M de onderdelen die een rol spelen bij de werking van het oog

en signalen overdragen naar het

Als voorbeeld bespreken we hoe

onze ogen lichtprikkels opvangen

elektrisch signaal.

benoemen en situeren;

M in eigen woorden formuleren waar tranen worden

geproduceerd, afgevoerd, en wat daarvan het nut is;

M beschrijven hoe de verschillende onderdelen van het oog

samenwerken om licht op te vangen en een scherp beeld te vormen;

M het verband leggen tussen de bouw van het netvlies en de manier waarop licht door het oog wordt opgevangen;

M de structuren die helpen bij het waarnemen en opvangen van kleuren benoemen en situeren;

M uitleggen hoe de blinde vlek een gevolg is van de organisatie

van het netvlies.

zenuwstelsel. Op de bovenstaande

afbeelding zie je twee keer dezelfde boterbloem. De linkse afbeelding

toont hoe mensen de bloem zien, de

rechtse bloem is waargenomen door insectenogen. De natuur ziet er dus niet voor alle dieren hetzelfde uit.

Mensen kunnen bijvoorbeeld geen

uv-licht zien, maar de ogen van onder

andere bijen, vlinders, vogels, reptielen en vissen zijn daar wel gevoelig voor. Hoe kunnen we dat verschijnsel

verklaren? Hoe bepalen de bouw

en de werking van het oog wat we waarnemen en hoe we dat zien?

3.1 Welke structuren liggen rond het oog?

Je ogen zijn belangrijke maar kwetsbare organen. Ze liggen daarom stevig in je oogkassen en worden ter bescherming door meerdere bijbehorende structuren omgeven. Op afbeelding 23 zie je die omgevende structuren.

THEMA 01

hoofdstuk 3

traanklier bindvlies

oogspieren

wimpers vetweefsel

ooglid

Afb. 23 Structuren die het oog omgeven

oogkas

oogspieren

Oogleden, wimpers en wenkbrauwen

De oogleden zijn huidplooien boven en onder de ogen. Aan de binnenste en

aan de buitenste ooghoek komen de oogleden samen. Door met je oogleden te knipperen, blijven de ogen vochtig en worden ze beschermd tegen licht, stof en verontreiniging.

Op de randen van de oogleden staan wimpers ingeplant. Wimpers

voorkomen dat deeltjes zoals stof of insecten tegen het oogoppervlak belanden.

De wenkbrauwen leiden het zoute zweet van je voorhoofd weg van je ogen.

Zo blijf je een klare kijk behouden. WEETJE

Bij verschillende dieren, zoals reptielen en

vogels, komt er een derde ooglid of knipvlies voor. Dat knipvlies beweegt horizontaal over de oogbol. Bij mensen is een overblijfsel van dat vlies zichtbaar als een paars,

doorschijnend vliesje in de ooghoeken.

Traanklieren ooglid traankanaaltje

traanklieren

traanpunten

wimpers ooglid

neusholte

THEMA 01

Afb. 24 Het traanapparaat

hoofdstuk 3

Boven de bovenste buitenhoek van het oog liggen de traanklieren.

Traanklieren produceren traanvocht. Dat is een zoute vloeistof die het oog

vochtig houdt en de wrijving van de oogleden vermindert. Traanvocht bevat

bovendien een stof die bacteriën doodt. Op die manier is het oog bijkomend beschermd tegen infecties.

Traanvocht voert eventuele onzuiverheden af via de traanpunten. Dat zijn twee kleine gaatjes in de zachte massa in de binnenhoek van het oog.

Het traanvocht verlaat via die traanpunten en traankanaaltjes het oog en verplaatst zich naar de neusholte.

Vetweefsel

Rond de oogbol ligt vetweefsel. Dat vetweefsel houdt het oog op zijn plaats en beschermt het tegen schokken en stoten.

Bindvlies

Het bindvlies vormt een stevige schil rond het oog en produceert slijmerig

vocht om het oog te beschermen. Het traanvocht voorziet het bindvlies van voedingsstoffen en zuurstofgas. Als het bindvlies ontstoken is, kleurt het

oogwit rood.

Omdat het bindvlies zowel over je oogbol als over de binnenkant van je

van je oogbol terecht komen. Ook een vliegje dat in je oog terechtkomt wordt zo netjes vooraan gehouden.

Afb. 25 Ontstoken bindvlies

oogleden loopt, kunnen contactlenzen niet per ongeluk aan de achterkant

WEETJE

Gebruik je eyeliner slim!

• Gebruik geen

eyeliner onder je bovenste

wimpers.

THEMA 01

hoofdstuk 3

Het potloodmateriaal maakt dan rechtstreeks contact met je bindweefsel en dat kan daardoor ontsteken.

• Gebruik oogmake-up nooit voorbij de vervaldatum. Je oogmake-

up bevat bewaarmiddelen, maar na die vervaldatum beschermen

ze je niet meer tegen schadelijke bacteriën. Ook wanneer de geur

of textuur plots verandert, gooi je je mascara of oogpotlood maar beter weg.

• Wees voorzichtig met wimper-extensions. Je kunt allergisch

reageren op de lijm of kleine wondjes veroorzaken aan je ooglid.

Spieren

Het oog is omgeven door spieren met meerdere functies. Zes oogspieren

zijn verbonden met het oog om het in de oogkas naar alle kanten te kunnen bewegen:

• vier rechte spieren om het oog omhoog, omlaag, naar links en naar rechts te draaien;

• twee schuine spieren om schuin naar boven en naar beneden te kijken.

schuine oogspieren

rechte oogspieren

oogkas

Afb. 26 De oogspieren

OPDRACHT 21

Verken de ontdekplaat.

Bestudeer de onderdelen rond het oog en hun functies verder in detail.

BEKIJK DE ONTDEKPLAAT

OPDRACHT 22 DOORDENKER

Verklaar.

Als je moet huilen, snottert je neus.

THEMA 01

hoofdstuk 3

OPDRACHT 23

DOORDENKER

Waarom houd je de griezelige lenzen die je tijdens Halloween draagt best geen hele nacht in je ogen?

Rond het oog liggen verschillende structuren:

• Oogleden maken je oog schoon en verspreiden het traanvocht.

• Wimpers en wenkbrauwen bieden extra hulp tegen verontreiniging. • Traanklieren maken traanvocht aan. Traanvocht beschermt het oog tegen uitdrogen en infecties en voert eventuele verontreinigingen via traankanaaltjes af naar de neusholte via traanpunten.

• De oogbol ligt in een stevige oogkas en is omringd door vetweefsel,

dat eventuele schokken opvangt.

• Het bindvlies beschermt het oog en produceert een slijmerige vloeistof die het oog vochtig houdt.

• Spieren helpen om de ogen te bewegen.

Maak oefening 23, 24 en 25 op p. 88 en 89.

3.2 Welke structuren liggen in het oog?

Je hebt nu bestudeerd hoe het oog zich binnen de oogkas situeert en welke

structuren het oog aan de buitenkant omgeven. Om te begrijpen hoe het oog licht opvangt, kun je de dissectie van het oog bestuderen.

OPDRACHT 24

Bestudeer de dissectie aan de hand van de ontdekplaat. Je kunt de dissectie ook via het filmpje bekijken.

BEKIJK DE ONTDEKPLAAT

THEMA 01

hoofdstuk 3

BEKIJK DE VIDEO

Een oog is bijna bolvormig. Het oogwit of het harde oogvlies vormt de

buitenste, stevige begrenzing van het oog (1). Dat loopt helemaal rond het oog. Aan de voorzijde van het oog gaat het harde oogvlies over in het

hoornvlies (2). Dat is helder en doorschijnend. Het is erg dik en taai omdat het uit meerdere lagen bestaat. Daardoor is het hoornvlies extra stevig en wordt het binnenste van het oog goed beschermd. 1

harde oogvlies hoornvlies

Afb. 27

In de ruimte achter het hoornvlies, de oogkamer (3), bevindt zich een

waterige vloeistof. Die vloeistof levert voedingsstoffen aan het hoornvlies. De iris of het regenboogvlies (4) is het gekleurde deel van het oog en ligt achter het hoornvlies. Afhankelijk van de hoeveelheid pigment is de iris

donker of lichter gekleurd. Bij weinig pigment is de iris blauw of grijs.

In het midden van de iris bevindt zich een opening waarlangs het licht het oog binnendringt. Dat is de pupil (5), je ziet die als een zwarte ronde vlek. De iris verdeelt de oogkamer in twee delen: de voorste oogkamer en de

achterste oogkamer. Aan de zijkanten loopt de iris door in het vaatvlies (6),

dat tegen de binnenkant van het harde oogvlies ligt. Het is sterk doorbloed en zorgt voor aanen afvoer van allerlei stoffen, zoals zuurstofgas.

Achter de iris zit een bolle ooglens (7). De lens zorgt voor de vorming van een beeld in het oog.

3 oogkamer met waterige vloeistof

1 harde oogvlies 9 glasachtig lichaam 6 vaatvlies

7 ooglens

10 netvlies

2 hoornvlies 5 pupil 4 iris 6 vaatvlies

11 oogzenuw

12 blinde vlek

8 oogholte Afb. 28 Structuren die in het oog liggen.

THEMA 01

hoofdstuk 3

Het deel achter de lens is de oogholte (8). Daarin zit een heldere, gelatineuze vloeistof. Dat is het glasvocht of glasachtig lichaam (9). Het reguleert de druk in de oogbol zodat het netvlies strak blijft en het oog zijn vorm behoudt. Daardoor kan het gemakkelijk in de oogkas bewegen.

Op het vaatvlies, tegen het glasachtig lichaam, ligt het netvlies (10). Licht dat door de lens valt, komt op het netvlies terecht. Hier wordt het beeld

gevormd. De lichtgevoelige cellen van het netvlies reageren op het invallend licht. Het zijn de fotoreceptoren: zij vangen de lichtprikkels op en geven een signaal door naar naburige zenuwcellen.

Uitlopers van die zenuwcellen vormen samen de oogzenuw (11). Langs die

zenuw wordt de opgewekte signalen naar de hersenen vervoerd. Op de plaats waar de oogzenuw naar buiten treedt kunnen geen

lichtreceptoren zitten. Het oog vangt daar dus geen licht op. Dit is de blinde vlek (12).

WEETJE

In de iris kunnen korrels van het donkerbruin pigment melanine

voorkomen. Die pigmenten absorberen het licht dat op de iris valt.

Hoe meer pigmenten, hoe meer licht er geabsorbeerd wordt en hoe donkerder de kleur van de iris. De iris van mensen met zeer veel pigmenten krijgt een bruin tot bijna zwarte kleur.

In groene irissen zitten minder pigmenten. Slechts een deel van het

licht dat op de iris valt wordt door de pigmenten geabsorbeerd, vooral het blauwe licht wordt teruggekaatst. Door de combinatie van bruin

en blauw zien wij de iris groen. Mensen met blauwe ogen hebben geen pigmentkorrels. Al het licht dat in het oog invalt wordt verspreid en

teruggekaatst, waardoor een blauwe kleur ontstaat.

THEMA 01

hoofdstuk 3

OPDRACHT 25

Lees de onderstaande beschrijvingen van de structuren van het oog. Vul de benaming in bij de juiste omschrijving.

2 3 4 5 6 7 8 9

Voorziet het hoornvlies van voedingsstoffen.

Opening waarlangs het licht in het oog binnendringt.

Produceert vocht dat het oog beschermt tegen infecties.

Bevat veel bloedvaten en zorgt voor aanen afvoer van stoffen.

Vervoert informatie vanuit het oog naar de hersenen.

Zorgt voor de beeldvorming.

Bevat lichtgevoelige receptoren.

Hard omhulsel dat het oog goed beschermt.

Noteer de nummers uit de tabel bij de overeenkomstige structuur op de afbeelding.

Zorgt voor de juiste druk in het oog.

Afb. 29

THEMA 01

hoofdstuk 3

WEETJE Wanneer een kat in het donker naar een lichtbron kijkt, lijken

zijn ogen op te lichten. Dat komt

omdat kattenogen een extra laag achter het netvlies bevatten, het tapetum lucidum, dat het

binnenvallend licht reflecteert

en nog een keer door het netvlies stuurt. Op die manier passeert het

licht twee keer langs de lichtgevoelige delen in het oog. Het tapetum lucidum is bij heel wat nachtactieve dieren aanwezig. Daardoor

kunnen ze beter dan mensen in het donker zien.

Bij het ontleden van het oog kun je meerdere structuren onderscheiden: • Een hard oogvlies omringt het oog aan de buitenkant. • Het hoornvlies is het doorzichtige deel vooraan.

• De iris is het gekleurde deel dat achter het hoornvlies is gesitueerd. De iris loopt door in het vaatvlies.

• Het vaatvlies is een laag die sterk doorbloed is en zorgt voor de aan-

en afvoer van verschillende stoffen.

• De pupil is een opening in de iris waar het licht door naar binnen

valt. De iris verdeelt de oogkamer in twee delen, de voorste en de achterste oogkamer. De achterste oogkamer bevat een lens.

• Het netvlies ligt meer naar de achterkant van het oog. Dat is het deel

dat de fotoreceptoren bevat. Fotoreceptoren vangen lichtprikkels op en sturen signalen naar de hersenen.

• Het glasachtig lichaam in de oogholte regelt de druk in het oog en duwt het netvlies tegen het vaatvlies.

• De blinde vlek is de plaats waar de oogzenuw door het netvlies naar

THEMA 01

hoofdstuk 3

buiten loopt. Het netvlies bevat op die plaats geen fotoreceptoren. Maak oefening 26 op p. 89.

3.3 Hoe regelt het oog de hoeveelheid doorgelaten licht?

OPDRACHT 26

Bekijk de afbeelding.

OPDRACHT 27

Waarom dragen deze mensen een bijzondere bril?

Voer de opdracht uit en beantwoord de vragen.

Ga in duo tegenover elkaar zitten. Dek allebei je linkeroog af. Bekijk met je onbedekte oog de hand van de ander. Tel tot drie en verwijder dan allebei je hand. Bestudeer de reactie van de iris van de ander. a

Wat gebeurt er met de pupil bij het verwijderen van de hand?

b Waarom denk je dat de iris die reactie vertoont?

Vervolledig de afbeeldingen. Teken links een pupil van een oog dat zich in een donkere omgeving bevindt, teken rechts een pupil van een oog in een goed verlichte omgeving.

Afb. 30

De diameter van de pupil wordt geregeld door het samentrekken en ontspannen van spieren in de iris. Die spieren liggen rond de pupil.

De diameter van de pupil wordt daardoor kleiner bij intense lichtinval. Het netvlies wordt op die manier beschermd tegen te veel licht.

De diameter van de pupil wordt groter wanneer er meer licht nodig is. Zo kun je de omgeving goed waarnemen.

De aanpassing van de pupildiameter gebeurt spontaan, als een reactie op de lichtintensiteit. We noemen die reactie de pupilreflex.

THEMA 01

hoofdstuk 3

WEETJE Uit onderzoek blijkt dat mensen met grote pupillen aantrekkelijker

worden gevonden. Daar werd al in de oudheid op ingespeeld: atropine, een zeer giftige stof uit het sap van de plant belladonna (wat ‘mooie

vrouw’ betekent), werd door jonge meisjes in de ogen gedruppeld om de pupillen te vergroten en er aantrekkelijker uit te zien. Nog steeds gebruiken oogartsen atropine om het netvlies in je oog grondig te bestuderen.

DOORDENKER

Lees de tekst en beantwoord de vragen.

OPDRACHT 28

In donkere ruimtes kun je met een fototoestel gebruikmaken van

een flits om het onderwerp extra te belichten. Door die flits kunnen rode ogen op de foto verschijnen. a

Welke structuur achteraan in je ogen bevat bloed en weerkaatst daarom rood licht?

het rode licht zichtbaar wordt doorheen de pupil.

Welke structuur vooraan je oog trekt te traag samen bij het

afgaan van de flits waardoor er plots veel rood licht naar buiten

Afb. 31

weerkaatst kan worden?

b Teken met een invallende straal en een weerkaatste straal hoe

d Leg uit waarom een professionele fotograaf aan de

zijkant van een model twee grote flitslampen plaatst

en geen flits op zijn fototoestel gebruikt.

Het is belangrijk dat het netvlies wordt beschermd tegen een te hoge lichtintensiteit. Tegelijkertijd moet er voldoende licht zijn om een duidelijk beeld van voorwerpen te verkrijgen.

Via de pupilreflex regelt de iris de hoeveelheid licht die er in het oog

wordt toegelaten. Dat gebeurt door het ontspannen of samentrekken van de irisspieren.

THEMA 01

hoofdstuk 3

3.4 Op welke manier wordt het beeld van een voorwerp in het oog gevormd?

OPDRACHT 29

Noteer chronologisch door welke delen van het oog een lichtstraal gaat. Doe dat aan de hand van de figuur.

1 2

1 23

4 5

Afb. 32

OPDRACHT 30

Onderzoek hoe lichtstralen zich in het oog verplaatsen aan de hand van Labo 3 op p. 271.

Om te achterhalen hoe het komt dat je scherp kunt zien, is het belangrijk om te weten welke weg lichtstralen van een voorwerp doorheen je oog afleggen. Licht verplaatst zich normaal gezien in een rechte lijn, maar bij de overgang van de ene naar de andere stof kan een lichtstraal ‘gebroken’ worden. Dat betekent dat een lichtstraal van richting verandert wanneer het van stof

verandert. We noemen dat verschijnsel lichtbreking. Op afbeelding 33 zie je

een voorbeeld van lichtbreking van laserstralen bij een bolle lens.

TIP

Voor een goed begrip van

de lichtbreking, kun je er in de lessen fysica dieper op ingaan. Je kunt

ook altijd meer

ontdekken via de

applet.

Afb. 33

APPLET LICHTBREKING

THEMA 01

hoofdstuk 3

Lichtsstralen die in je oog binnenvallen, gaan door verschillende

oogstructuren, en dus ook van de ene naar de andere stof. Dat maakt dat lichtstralen in je oog ook gebroken zullen worden. OPDRACHT 31

Lees de tekst, bestudeer de onderstaande figuren en beantwoord de vragen. Hieronder zie je een potlood met een rode stip. Die rode stip kun je vanuit verschillende hoeken waarnemen. Dat komt omdat de rode lichtstralen vanuit dat rode punt alle richtingen uitvliegen: naar links, naar rechts, naar boven, naar onder en ook in de richting van het getekende oog. In de twee

oog zonder lens

achterkant van het oog waarop het licht overal invalt

Afb. 34

bolle lens

achterkant van het oog waarop het licht overal invalt

Waar op het netvlies komen die enkele rode lichtstralen terecht op de linkse tekening?

tekeningen zijn drie rode lichtstralen getekend die in de richting van een oog lopen.

Op je netvlies komt dus overal licht terecht. Je ziet daardoor één uitgesmeerde brede rode vlek.

b Waar op het netvlies komen die enkele rode lichtstralen terecht wanneer je in je oog een bolle lens

plaatst zoals op de rechtse tekening?

Op je netvlies komt enkel in één punt licht terecht. Je ziet dan één rood punt.

Vanuit één rood punt op een voorwerp vertrekken meerdere rode

lichtstralen. Die lichtstralen worden door de bolle lens opnieuw samengebracht op het netvlies. Dat punt is het beeldpunt.

lens

beeldpunten

Op het netvlies wordt een omgekeerd en verkleind beeld gevormd van het object waar je naar kijkt.

THEMA 01

hoofdstuk 3

Afb. 35

Uiteraard vertrekken er lichtstralen vanuit meerdere punten op een

voorwerp. Er zijn dus ook meerdere beeldpunten. Samen vormen al die beeldpunten het beeld van het voorwerp.

Je merkt dat het beeld, door de breking van het licht, omgekeerd

geprojecteerd wordt op het netvlies. Je hersenen zorgen er gelukkig voor dat je alles netjes rechtopstaand ziet.

Het beeld in het oog wordt gevormd door het licht dat het oog

binnenvalt. Het licht passeert meerdere structuren, die elk uit andere

stoffen bestaan, en een bolle lens. Samen veroorzaken ze een afbuiging van de lichtstralen. Door die afbuiging van de lichtstralen verschijnt er op het netvlies een omgekeerd beeld. `

Maak oefening 27 op p. 89.

3.5 Hoe zorgt het oog voor een scherp beeld?

Wanneer je een voorwerp van dichtbij scherp ziet en je je blik daarop fixeert, blijken de voorwerpen in de verte wazig. Wanneer je je blik daarna op een

voorwerp veraf richt en je ernaar blijft kijken, worden de voorwerpen dichtbij

onscherp. Je kunt dus nooit tegelijk voorwerpen dichtbij en veraf scherp zien. Om telkens scherpe beelden op het netvlies te vormen van voorwerpen

van verschillende afstanden, moet de ooglens zich kunnen aanpassen. Die

aanpassing van de ooglens gebeurt met behulp van het straalvormig lichaam en noemen we scherpstelling of accommodatie. Accommodatie komt erop neer dat de ooglens haar kromming moet kunnen wijzigen.

Het straalvormig lichaam bestaat uit een ring van spierweefsel rond de

buitenrand van de iris. Daarin bevinden zich accommodatiespieren, die verbonden zijn met lensbandjes.

accommodatiespier

iris (regenboogvlies)

lens

lensbandjes hoornvlies Afb. 36 Straalvormig lichaam

THEMA 01

hoofdstuk 3

• Als de accommodatiespieren ontspannen, neemt de diameter van de ring van spieren rond de iris toe. Er wordt aan de lensbandjes getrokken, die op hun beurt de lens plat trekken. Op die manier wordt op het netvlies een scherp beeld gevormd van voorwerpen die zich veraf bevinden.

• Als de accommodatiespieren samentrekken, wordt er niet aan de

lensbandjes getrokken. Ze hangen dan slap, waardoor de lenshaar

natuurlijke, bolle vorm aanneemt. Op het netvlies wordt dan een scherp

beeld gevormd van voorwerpen dichtbij.

lens lensbandjes

accomodatiespier

lens

lensbandjes

dichtbij zien

veraf zien

Afb. 37 Werking van straalvormig lichaam bij veraf en dichtbij zien

De accommodatiespieren kunnen de diameter van de ooglens

aanpassen, met als gevolg een verandering in de kromming van de lens. • Als de accommodatiespieren ontspannen zijn, is de lens plat en uitgerekt.

• Als de accommodatiespieren opgespannen zijn, is de lens bol en ontspannen.

Op die manier zorgen de accommodatiespieren ervoor dat er op het

netvlies een scherp beeld terechtkomt. Daardoor kun je zowel dichtbij als veraf staande voorwerpen scherp waarnemen.

THEMA 01

hoofdstuk 3

Maak oefening 28 en 29 op p. 90.

WEETJE

beeldpunten onscherp beeld beeldpunten BIJZIENDHEID

Mensen die bijziend zijn, kunnen beelden die veraf zijn niet scherp waarnemen. De

lens projecteert het beeld namelijk niet op het netvlies. De beeldpunten komen vóór

het netvlies terecht. Op het netvlies vormt het beeld van één punt zich als een vlek,

onscherp beeld

waardoor het beeld onscherp is. Dat komt

omdat de lens te bol is of het oog zelf niet

BIJZIENDHEID

beeldpunten

correctie van bijziendheid door bril met holle lenzen

samenkomen.

Voor mensen die verziend zijn, is het

onscherp beeld

net omgekeerd. De beeldpunten worden achter het netvlies gevormd en op het

beeldpunten

onscherp beeld VERZIENDHEID

kan dat verholpen worden. Die extra

Afb. 38

Door een bril met holle lenzen te dragen, holle lens doet lichtstralen minder snel

beeldpunten correctie van bijziendheid door bril met holle lenzen

rond, maar eerder langwerpig gevormd is.

beeldpunten

netvlies vormt het beeld van één punt zich als een onscherpe vlek. De oorzaak kan

zijn dat de lens onvoldoende bol is of het oog niet ‘diep’ genoeg is.

Ouderdomsverziendheid is net hetzelfde,

VERZIENDHEID

beeldpunten

correctie van verziendheid door bril met bolle glazen

Afb. 39

onscherp beeld

beeldpunten

ASTIGMATISME

Afb. 40

correctie van astigmatisme door speciaal aangepaste bril

beeldpunten

maar het heeft een andere oorzaak. Bij die mensen werken de accommodatiespieren niet meer goed en is de lens minder

elastisch. De accommodatiespier trekt

minder goed samen, waardoor de lens

te plat blijft. Het beeld wordt dan achter het netvlies gevormd. Een bril met bolle

lenzen kan helpen. De lichtstralen komen

dan op een kortere afstand achter de lens samen.

Astigmatisme is een aandoening waarbij het hoornvlies niet overal dezelfde

kromming heeft. Sommige delen van een vlak voorwerp zie je dan scherp, andere delen niet. Als je bijvoorbeeld van een kruisje op een papier het ene streepje

scherp ziet en het andere niet, dan heb

je waarschijnlijk astigmatisme. Speciaal

aangepaste brillenglazen, contactlenzen

of een chirurgische lasercorrectie van het hoornvlies kunnen helpen.

THEMA 01

hoofdstuk 3

3.6 Waar liggen de fotoreceptoren en hoe zijn ze opgebouwd?

Algemene situering fotoreceptoren

Het netvlies is opgebouwd uit meerdere lagen, elk met een andere functie. Van buiten naar binnen onderscheidt men drie lagen.

Afb. 41 Lagen in het netvlies

De buitenste laag is een pigmentlaag, die donkere korrels bevat. Die

Meer naar binnen toe ligt een laag die de lichtgevoelige cellen of de

pigmenten absorberen al het licht dat in het oog valt, zodat het niet in de

oogbal weerkaatst en verstrooid wordt.

fotoreceptoren bevat. Die cellen vangen licht op en zetten het om naar een elektrisch signaal. Er zijn staafjes en kegeltjes.

In de derde laag, nog meer naar binnen toe in het oog, liggen zenuwcellen met lange uitlopers, die samenkomen en zich verenigen tot de oogzenuw. Die zenuw doorboort het netvlies en loopt naar buiten, achter in het oog.

Aan het andere uiteinde is de oogzenuw verbonden met de hersenen.

THEMA 01

hoofdstuk 3

Op afbeelding 41 kun je zien dat de laag met zenuwcellen aan de binnenkant

van het netvlies ligt. De pigmentlaag ligt tegen het vaatvlies. De verschillende lagen van het netvlies werken samen om het lichtsignaal op te vangen.

staafjes

kegeltjes

pigmentlaag Afb. 42

OPDRACHT 32

zenuwcellen

Bestudeer de drie lagen in het netvlies en beantwoord de vragen. Welke laag ligt het dichtst bij de lens?

Welke laag ligt het verst verwijderd van de lens?

In welke laag komt het licht eerst terecht?

In welke laag wordt het licht geabsorbeerd?

In welke laag wordt het licht opgevangen door de fotoreceptoren?

Vanuit welke laag wordt de oogzenuw gevormd?

Als je de inval van het licht op het netvlies bestudeert, wat kun je dan besluiten over de ligging van de

verschillende lagen van het netvlies?

THEMA 01

hoofdstuk 3

Bouw en ligging van de soorten fotoreceptoren

De staafjes en de kegeltjes verschillen in vorm en in werking. De naam

van deze cellen hangt samen met de vorm: de staafjes zijn langwerpig, de kegeltjes hebben een spitse vorm. staafje

kegeltje

kern

richting van het licht

Afb. 43 Staafjes zijn langwerpig, kegeltjes zijn spits.

ONDERZOEK

OPDRACHT 33

Afb. 44 Microscopisch beeld van de staafjes en kegeltjes

Kunnen de fotoreceptoren in het netvlies de lichtprikkels overal even goed opvangen? 1

Onderzoeksvraag

Vormt het oog een volledig beeld van de omgeving?

Hypothese

Noteer een hypothese.

Benodigdheden

Werkwijze

Bekijk figuur 1.

Breng je hoofd langzaam dichterbij.

Sluit je linkeroog.

Kijk met je rechteroog naar het plusteken.

Wat gebeurt er op een bepaald ogenblik met het bolletje?

Herneem de proef met figuur 2, 3 en 4. Fig. 1

THEMA 01

hoofdstuk 3

Fig. 3

Waarnemingen

Fig. 4

Wat gebeurt er bij figuur 1 op een bepaald ogenblik met het bolletje?

Fig. 2

b Wat neem je waar bij de andere figuren?

Verwerking

In het oog is er een plaats waar de oogzenuw het netvlies doorboort. Op die plaats zijn er geen fotoreceptoren aanwezig. Het beeld dat daarop valt, zien we niet. We noemen die plek de

blinde vlek. De hersenen vullen het beeld echter aan op basis van eerdere ervaringen of informatie Besluit

uit de omgeving.

Reflectie

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

THEMA 01

hoofdstuk 3

De verspreiding van de twee soorten cellen is niet gelijk verdeeld over het netvlies.

• In de gele vlek komen enkel kegeltjes voor. Het is de plaats op het

netvlies waarmee je het scherpst kunt zien. Dat is omdat de dichtheid van fotoreceptoren er het grootst is: daar zitten het grootste aantal kegeltjes per oppervlakte-eenheid. De gele vlek ligt centraal in het netvlies, net in het verlengde van de horizontale as van de ooglens, de optische as.

• In de blinde vlek liggen er geen staafjes en geen kegeltjes, er zitten enkel

zenuwcellen. Licht dat op die plaats van het netvlies invalt, wordt dus niet door de lichtgevoelige cellen geabsorbeerd.

• In de overige delen van het netvlies is de verspreiding van de kegeltjes

vooral beperkt tot het centrum van het netvlies. Verder van dat centrum

gele vlek

blinde vlek

komen vooral staafjes voor.

kegeltje staafje

Afb. 45 Netvlies van het linkeroog

Afb. 46 In het centrum zie je kleuren, daar rondom zie je grijstinten.

OPDRACHT 34

Kijk twintig seconden naar het stipje in het centrum van het rode vierkant hieronder.

Kijk daarna naar het stipje in het witte vlak daarnaast.

THEMA 01

hoofdstuk 3

Wat merk je?

Men noemt wat je ziet in de bovenstaande opdracht een ‘spookbeeld’. Dat komt omdat de kegeltjes

die de rode kleur opvangen, vermoeid zijn geraakt en tijdelijk niet meer geprikkeld kunnen worden.

De andere soorten kegeltjes, diegene die blauw en groen moeten opmerken, blijven wel goed werken. Die heb je immers niet moe gemaakt.

Wanneer wit licht (dat een combinatie is van alle zichtbare kleuren) het oog binnenvalt, worden alle kegeltjes behalve de vermoeide, geprikkeld. Je ziet daardoor geen wit, maar enkel alle

samenstellende kleuren behalve rood, dus blauwgroen.

Verklaar nu zelf waarom men in het operatiekwartier van een ziekenhuis altijd blauwgroene schorten en lakens gebruikt

bij het langdurig kijken naar bebloede wonden.

Het netvlies bevat twee soorten fotoreceptoren, de staafjes en de kegeltjes.

• Staafjes zijn langwerpig van vorm. De staafjes liggen vooral aan de

rand van het netvlies.

• De kegeltjes hebben een spitse vorm. In de gele vlek, centraal op

het netvlies, komen uitsluitend kegeltjes voor. Met dat deel van het netvlies kun je het beste zien.

De blinde vlek is een plaats op het netvlies waar er geen staafjes en geen kegeltjes liggen. Het beeld dat daarop valt, zien we niet.

Maak oefening 30 op p. 90.

Gevoeligheid voor licht en kleur

De staafjes detecteren alle kleuren licht tegelijk. Met staafjes kun je daarom enkel grijstinten, maar geen aparte kleuren waarnemen. Staafjes zijn heel

lichtgevoelig, waardoor weinig licht al voldoende is om te zien. Het is dankzij de staafjes dat je in slecht verlichte ruimten toch nog kunt zien.

Bij de mens worden drie soorten kegeltjes aangetroffen die elk gevoelig zijn voor een van de drie hoofdkleuren (rood, groen of blauw). Kegeltjes worden pas geprikkeld bij hogere lichtintensiteiten dan staafjes. Kegeltjes zorgen overdag voor heldere, scherpe en gekleurde beelden.

THEMA 01

hoofdstuk 3

OPDRACHT 35

Beantwoord de vragen. 1

Staafjes zijn minder gevoelig / gevoeliger voor licht dan kegeltjes. Verklaar.

Verklaar nu zelf waarom je ’s avonds op je kamer in het donker enkel

WEETJE

zwart-wit ziet.

Niet alle gewervelde dieren beschikken over drie soorten kegeltjes, sommige

hebben er vier. Bepaalde dieren hebben

ook een kegeltje dat ultraviolet (uv-)

licht kan opnemen. Daardoor kunnen ze ook uv-licht zien. Het extra uv-kegeltje wordt in de natuur op verschillende

Afb. 47 Urinesporen weerkaatsen uv-licht.

manieren aangewend.

• Rijpe bessen weerkaatsen uv-licht. Dankzij dat extra type kegeltje kunnen vogels zien of ze al eetbaar zijn.

• De urinesporen van sommige dieren weerkaatsen uv-licht. Zo sporen sommige roofvogels hun prooi op.

• Ook in het onderscheid tussen mannetjes en vrouwtjes spelen uvkleuren een rol, bijvoorbeeld bij het roodborstje, de pimpelmees

en de ekster. Voor ons mensen zien beide seksen er hetzelfde uit.

Sommige lichtfrequenties kunnen meerdere kegeltjes activeren en de exacte combinatie van geactiveerde kegeltjes zorgt ervoor dat we nog andere

kleuren kunnen waarnemen. Zo nemen we bijvoorbeeld paars waar als het rode en blauwe kegeltje tegelijkertijd zijn geactiveerd.

Bij sommige mensen werken niet alle kegeltjes even goed, waardoor ze kleuren afwijkend waarnemen: ze zijn kleurenblind. Bij de meest

voorkomende vorm wordt het verschil tussen rood en groen niet of niet goed waargenomen. Men spreekt dan van rood-groen kleurenblindheid.

THEMA 01

hoofdstuk 3

OPDRACHT 36

Kleurenblindheid is erfelijk: ongeveer 8 % van de mannelijke Europese bevolking is kleurenblind en 0,3 % van de vrouwelijke bevolking. Meestal gaat het om blonde mensen met blauwe ogen. Bij hen ontbreken vaak bepaalde kleurstoffen (pigmenten) in de fotoreceptoren. Men gebruikt de onderstaande testkaarten om kleurenblindheid vast te stellen.

Schrijf onder de drie testkaarten welke kegeltjes gecontroleerd worden op een goede werking.

Staafjes vereisen weinig licht, omdat ze al bij lage lichtintensiteiten

geprikkeld worden. Ze zijn dus erg gevoelig. Staafjes maken geen

onderscheid tussen verschillende kleuren en worden vooral gebruikt om bij weinig licht nog te kunnen zien. Omdat de staafjes vooral aan de rand van het netvlies liggen, kun je daar dus enkel grijstinten waarnemen.

Kegeltjes dienen voor kleurenzicht. Verschillende kleuren kunnen we zien doordat een of meerdere soorten kegeltjes geprikkeld worden

en die kleuren gecombineerd worden. Kegeltjes vereisen een hogere lichtintensiteit om geprikkeld te kunnen worden. Ze zijn dus minder gevoelig dan staafjes.

Beide soorten fotoreceptoren, de staafjes en de kegeltjes, vangen

licht op. Daarbij worden lichtprikkels omgezet in elektrische signalen. Die signalen worden via de oogzenuw door het zenuwstelsel naar de hersenen geleid.

Kleurenblindheid wordt veroorzaakt doordat niet alle kegeltjes even goed werken. Kleuren worden daardoor afwijkend waargenomen. `

Maak oefening 31 en 32 op p. 90 en 91.

THEMA 01

hoofdstuk 3

OPDRACHT 37

Bekijk de figuren en beantwoord de vragen. 1

Bekijk eerst de figuren en beantwoord de vragen die erboven staan.

Neem daarna ook je lat of je geodriehoek. Meet uit en beantwoord de vragen opnieuw. Zijn de horizontale lijnen parallel?

Zijn de binnenste cirkels even groot?

1 2

Het beeld dat je denkt te zien komt niet altijd overeen met de werkelijkheid,

zo blijkt uit voorgaande opdracht. Nochtans wordt de informatie over de beelden op je netvlies correct doorgegeven aan je hersenen.

Je hersenen doen veel meer dan enkel de beelden registreren. Ze voegen

dingen toe, laten dingen weg of vervormen het beeld. Je hersenen voeren de verwerking van die beelden dus niet altijd waarheidsgetrouw uit.

Deze opdracht toont aan dat de verwerking van prikkels een proces is dat

in de hersenen tot stand komt. In het volgende thema zul je leren hoe dat precies gebeurt.

WEETJE

THEMA 01

hoofdstuk 3

Wil je meer te weten komen over fotoreceptoren bij andere organismen? Ontdek dan het extra materiaal via de QR-code.

FOTORECEPTOREN

HOOFDSTUKSYNTHESE

Î Een zintuig onder de loep: het oog 3.1 Welke structuren liggen rond het oog? 1

2 3 4 5

10 5

1 2

4 5 6 7 8 9

10 11 12

THEMA 01

synthese hoofdstuk 3

3.2 Welke structuren liggen in het oog?

regelt druk in het oog

zorgt voor af- en aanvoer van stoffen

bevat fotoreceptoren

geeft kleur aan de ogen

bevat vooral kegeltjes,

hiermee zie je het best

bevat waterige vloeistof

die hoornvlies beschermt

bevat geen fotoreceptoren

zorgt voor beeldvorming

vervoert signalen

laat het licht binnen

naar de hersenen zorgt voor aanen afvoer van allerlei stoffen

3.3 Hoe regelt het oog de hoeveelheid doorgelaten licht? • De lichtstralen vallen het oog binnen doorheen het doorheen de

(1) en lopen dan

(2).

• In de pupil wordt de hoeveelheid invallend licht geregeld door de

(3):

— die spieren maken de diameter van de pupil

binnenvalt bij te weinig licht in de omgeving;

— die spieren maken de pupil veel invallend licht.

waardoor meer licht het oog waardoor het oog wordt beschermd tegen te

3.4 Op welke manier wordt het beeld van een voorwerp in het oog gevormd? • Vooraleer de lichtstralen op het netvlies terechtkomen, passeren ze meerdere structuren. Bij elke verandering van stof, en dus elke verandering van oogstructuren, buigen de lichtstralen in het oog af.

• Dankzij de lichtbreking heeft elk voorwerpspunt precies Samen vormen ze het beeld

• Er ontstaat een 78

THEMA 01

synthese hoofdstuk 3

beeld op het netvlies (4).

op het netvlies.

3.5 Hoe zorgt het oog voor een scherp beeld? • De kromming van de

(5) wordt met behulp van accommodatiespieren (6)

aangepast:

— als de accommodatiespieren ontspannen zijn, is de lens

— als de accommodatiespieren opgespannen zijn, is de lens

van je oog.

Het voorwerp staat dan

bij je oog.

• Er ontstaat een scherp beeld op het

(4).

Het voorwerp staat dan

3.6 Waar liggen de fotoreceptoren en hoe zijn ze opgebouwd? • Het netvlies bevat twee soorten fotoreceptoren: de

(7) en de

(8).

— De

vereisen weinig licht, ze worden geprikkeld bij lage lichtintensiteiten

— De

dienen voor kleurenzicht. Verschillende kleuren kunnen we zien

en kunnen geen kleur waarnemen.

doordat een of meerdere soorten kegeltjes geprikkeld worden.

• De fotoreceptoren geven signalen door aan

• De uitlopers van zenuwcellen komen samen in de oogzenuw (11).

• Het grootste aantal kegeltjes zit in de

(9).

(10) en vormen daar de

(12). Daar zie je het best.

• Kleurenblindheid wordt veroorzaakt door het niet goed werken van één of meerdere typen

2 10

THEMA 01

synthese hoofdstuk 3

CHECKLIST JA

NOG OEFENEN

1 Begripskennis • Ik kan de ligging van de structuren rond en in het oog aanduiden.

• Ik kan de functies van de structuren rond en in het oog benoemen.

• Ik kan het verband tussen de blinde vlek en de organisatie van het netvlies omschrijven.

• Ik kan uitleggen dat de irisspieren de hoeveelheid invallend licht regelen. • Ik kan de weg van een lichtstraal vanaf een voorwerp tot het netvlies beschrijven.

• Ik kan verklaren hoe het komt dat er in het oog een omgekeerd beeld ontstaat.

scherp beeld zorgen.

• Ik kan verklaren op welke manier de accommodatiespieren voor een • Ik kan de verschillende lagen in het netvlies situeren en benoemen.

• Ik kan uitleggen wat de blinde vlek is en hoe je die kunt waarnemen.

• Ik kan duiden wat de rol is van de kegeltjes en de staafjes bij het kijken in licht en donker en bij het zien van kleuren.

2 Onderzoeksvaardigheden

• Ik kan een eenvoudig experiment uitvoeren en de waarneming formuleren.

• Ik kan een waarneming interpreteren of verklaren.

• Ik kan met behulp van een aangereikt experiment of een aangereikte tekst de antwoorden vinden op vragen die daarmee verband houden.

Je kunt deze checklist ook op

invullen bij je portfolio.

THEMA 01

checklist hoofdstuk 3

geleider

receptor

prikkel

hormonaal stelsel komt de reactie

reactie op prikkels mogelijk, bij het

• Het zenuwstelsel maakt een snelle

en effector.

• De geleider is de schakel tussen receptor

van celtype en aard van de prikkel.

— kunnen ingedeeld worden op basis

prikkel gevoelig, de gepaste prikkel;

— zijn voornamelijk voor één soort

• Receptoren

produceren.

liggen meestal in organen die hormonen

receptoren voor inwendige prikkels

zenuwstelsel verder geleid.

fotoreceptoren

BEKIJK DE KENNISCLIP

• Het elektrisch signaal wordt overgedragen op de oogzenuw en door het

netvlies

zetten de lichtprikkels om in een elektrisch signaal.

• Het netvlies bevat twee soorten fotoreceptoren, staafjes en kegeltjes. Die

goed mogelijk te laten invallen op het netvlies.

• Het oog is opgebouwd uit meerdere structuren, die meehelpen om het licht zo

Het oog • Licht is een uitwendige prikkel die door het oog wordt opgevangen.

uitwendige prikkels liggen in zintuigen,

uitwendige prikkels. Receptoren voor

• Er zijn receptoren voor inwendige en

• Uitwendige prikkels

• Inwendige prikkels

Algemeen

THEMASYNTHESE

THEMA 01

themasynthese

CHECK IT OUT

Î Een opwarmertje

diepvrieszakje

Tijdens de CHECK IN heb je ontdekt hoe je lichaam reageert als de omgevingstemperatuur stijgt. 1

In het thema heb je ontdekt dat het lichaam ook andere prikkels kan waarnemen naast temperatuursveranderingen.

Hoe neemt je lichaam die prikkels waar?

Gebeurt de regeling altijd op dezelfde manier?

Welke?

WEETJE

Hoe regelen hommels hun temperatuur?

Insecten zijn over het algemeen koudbloedig, waardoor ze geen eigen

lichaamswarmte kunnen produceren. Hommels vormen een uitzondering. Ze kunnen hun lichaamstemperatuur rond de 35 °C houden. Om de

lichaamstemperatuur op te drijven, trillen ze met hun lichaam, waardoor de

vliegspieren opwarmen. Tijdens het vliegen loopt die temperatuur nog meer op. Om af te koelen gebruiken

hommels een luchtzakje dat zich tussen hun borststuk en achterlijf bevindt. Doordat het achterlijf koeler is

dan het borststuk, kan er koel bloed uit het achterlijf via het luchtzakje naar het borststuk gepompt worden.

Planten en dieren hebben regelsystemen. Regelsystemen reguleren de werking van een organisme, zodat alle processen optimaal kunnen verlopen.

Een verandering in temperatuur is een uitwendige prikkel die een regelsysteem in gang kan zetten. De

prikkel wordt opgevangen door thermoreceptoren. Het zenuwstelsel zorgt voor een snelle reactie van de effectoren: de zweetklieren worden geactiveerd en het lichaam begint te zweten.

THEMA 01

check it out

AAN DE SLAG

Benoem de opeenvolgende processen van het regelsysteem in het volgende voorbeeld:

Atleten van de 100 m sprint schieten uit de startblokken zodra ze het startschot horen. Hun spieren komen in actie door

signalen die van de hersenen komen. Die hebben informatie ontvangen van de oren.

prikkel

receptor

effector

reactie

geleider

Welke omschrijving beschrijft het best wat een prikkel is? Kruis het juiste antwoord aan. een elektrisch signaal dat het organisme bereikt

een verandering waarop een organisme reageert

een verandering in het gedrag van het organisme een uitlokker van beweging bij een organisme

Som een viertal prikkels op.

THEMA 01

aan de slag

Bekijk de foto’s en vul de tabel aan. a

Welke prikkel heeft een invloed op het organisme?

b Welke reactie lokt de prikkel uit bij het organisme?

Afb. 48 Hete kookpot aanraken

Reactie op prikkel

Prikkel

Afb. 49 Ogen beschermen tegen het zonlicht

Afb. 50 Samenvouwen van blaadjes van het kruidje-roer-me-niet

We sluiten onze ogen als er sterk licht op invalt. Tot welke fase behoren de onderstaande stappen in deze handeling? Plaats een kruisje in de juiste kolom. Stappen

Licht valt op de zintuigcellen van het netvlies.

Elektrisch signaal gaat via de zenuwbaan tot in de

hersenen.

De hersenen registreren een waarneming van sterk licht.

De hersenen verwerken deze info en willen de oogleden laten sluiten.

Elektrisch signaal verlaat de hersenen via een zenuwbaan.

Elektrisch signaal komt aan bij de ooglidspieren.

Ooglidspieren trekken samen waardoor het oog sluit.

THEMA 01

aan de slag

Waarneming

Geleiding

Reactie

Gaat het bij de onderstaande voorbeelden om inwendige of uitwendige prikkels? Schrap wat niet past. Bij sommige prikkels zijn er meerdere antwoorden mogelijk. Voorbeeld

stoffen die vrijkomen bij een verwonding

uitwendig / inwendig

druk

uitwendig / inwendig

sappen van een brandnetel

warmte

uitwendig / inwendig

licht

uitwendig / inwendig

geluid

uitwendig / inwendig

smaakstof

uitwendig / inwendig

lage bloeddruk

uitwendig / inwendig

Beantwoord de vragen a

Wat zijn zintuigen?

Kruis de plaatsen aan waar receptorcellen zich kunnen bevinden.

Prikkel

tong

kroonblad van een bloem

tand

cellen die gevoelig zijn voor stoffen in het bloed in het oor

Som een drietal uitwendige prikkels op die zowel waarneembaar zijn voor dierlijke als plantaardige

organismen.

Waar wordt de uitwendige prikkel omgezet in een signaal?

THEMA 01

aan de slag

Als ik hete soep drink, doet mijn slokdarm pijn. Wordt er een uitwendige of inwendige prikkel waargenomen? Leg uit.

Welke prikkels zijn inwendige prikkels? Kruis de juiste antwoorden aan. testosteron

temperatuursverandering traanvocht

licht

adrenaline

bloedsuikerspiegel

Waarom zijn hormonen inwendige prikkels? Leg uit.

Benoem de opeenvolgende processen van het regelsysteem in het volgende voorbeeld:

Regenwormen hebben lichtreceptoren in hun huid. Ze kunnen geen beelden zien, maar wel de lichtintensiteit waarnemen. Regenwormen verkiezen een donkere omgeving, ze leven onder de grond. Bij belichting kruipen ze van het licht weg.

prikkel

receptor geleider effector reactie

Welk verschil in geleiding valt op tussen het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel?

Wat is het verschil tussen een receptor en een effector?

THEMA 01

aan de slag

Welke prikkels kunnen pijnreceptoren activeren? Kruis het juiste antwoord aan. pijn

verandering lichtintensiteit

temperatuursverandering

lucht

bloedsuikerspiegel

Ik neem de omgeving anders waar dan mijn hond. Verklaar deze stelling.

Geef enkele voorbeelden van informatie uit jouw omgeving die je niet kunt waarnemen met receptoren.

Welke receptoren zijn niet aanwezig bij de mens? Kruis de juiste antwoorden aan.

mechanoreceptoren fotoreceptoren

magnetoreceptoren

nociceptoren

thermoreceptoren

Een konijn heeft tastharen boven zijn ogen en aan zijn snuit.

elektroreceptoren

Welk soort receptoren bevinden zich in de tastharen?

b Een konijn zal nooit ergens in een opening vast blijven

zitten. Hij weet perfect of hij erdoor kan of niet. Hoe kun

je dat verklaren aan de hand van de tastharen?

In het oor is een werkende mechanoreceptor aanwezig die

gevoelig is voor een trilling van 400 Hz (de la-toon). Een

onderzoeker speelt een geluidstrilling af van 400 Hz via de computer. Toch wordt de mechanoreceptor niet geactiveerd. Hoe komt dat?

THEMA 01

aan de slag

Vul de figuur aan met de volgende begrippen:

aanmaak elektrisch signaal – fotoreceptor – overdracht elektrisch signaal – prikkel – zenuwcel

licht receptor = voldoende intens licht

overdracht elektrisch signaal

aanmaak elektrisch signaal

Geef bij elke functie de betreffende structuren van het oog. Functie

Onderdeel

bescherming tegen inwaaiende verontreiniging

bescherming tegen infecties schoonvegen van de ogen

ingang naar het traanzakje

productie van traanvocht

Bestudeer de afbeelding van de oogspieren. a

Wat is de functie van onderdelen bij nummer 2?

b Waarom is het onderdeel bij nummer 1 geen

oogspier?

THEMA 01

aan de slag

Afb. 51

Omschrijf de eigenschappen of de functie bij elk onderdeel. blinde vlek

vetweefsel netvlies pupil waterige vloeistof

lens

vaatvlies

glasachtig lichaam

harde oogvlies

Wat is het verband tussen het hoornvlies en het harde oogvlies?

Wat gebeurt er wanneer een lichtstraal invalt op een bolle lens?

THEMA 01

aan de slag

Lichtstralen van voorwerpen kortbij of veraf zullen verschillend afbuigen.

a Welk deel van het oog zorgt ervoor dat de beeldpunten toch telkens precies op het netvlies

terechtkomen?

b Maak een schematische tekening van het straalvormig lichaam en duid de delen aan.

Wat is de oorzaak van verziendheid en wat is het gevolg voor het zien?

We hebben kegeltjes voor rood, groen en blauw licht. Hoe kunnen we andere kleuren waarnemen?

De plaats waar de blinde vlek ligt, bevat geen fotoreceptoren. Hoe komt het dat we dat niet merken?

THEMA 01

aan de slag

Situeer de verschillende stappen van het zien vanaf de lichtinval via de pupil tot het ontvangen van het signaal in de hersenen.

prikkel

geleider

receptor

THEMA 01

aan de slag

Notities

EEN LICHAAM IN BALANS DANKZIJ HET ZENUWSTELSEL

THEMA 02

VERKEN

CHECK IN

HOOFDSTUK 1: Hoe geven de receptoren de informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel? 1.1 Welke cellen brengen informatie snel over?

1.2 Hoe geven neuronen informatie door over een lange afstand? A Rustpotentiaal B Actiepotentiaal C Impulsgeleiding

101 102 103 105

106

1.4 Hoe wordt de impulsgeleiding versneld?

108

1.5 Hoe communiceren zenuwcellen met elkaar?

112

Hoofdstuksynthese

116

Checklist

119

1.3 Hoe maakt een organisme het onderscheid tussen sterke en zwakke prikkels?

Portfolio

HOOFDSTUK 2: Hoe regelt het zenuwstelsel de lichaamswerking?

2.1 Langs waar verplaatst een impuls zich door het lichaam? A Onderdelen van het zenuwstelsel B Soorten neuronen en zenuwen

2.2 Hoe worden gewilde bewegingen geregeld? A Bewuste gewaarwording B Gewilde beweging

120 120 120 123 127 127 129

2.3 Hoe worden reflexen geregeld?

131

2.4 Hoe verwerkt het centrale zenuwstelsel de informatie van een prikkel?

134

A Functionele zones B Informatieverwerking

2.5 Hoe draagt het zenuwstelsel bij tot homeostase?

134 137 140

Hoofdstuksynthese

144

Checklist

148

Portfolio `

HOOFDSTUK 3: Hoe coördineert het zenuwstelsel de reacties op impulsen?

149

3.1 Waar lopen de impulsen van het zenuwstelsel na de verwerking heen?

149

3.2 Hoe reageren klieren op impulsen van het zenuwstelsel? A Werking van exocriene klieren B Bouw van exocriene klieren

3.3 Hoe reageren spieren op impulsen van het zenuwstelsel? A Macroscopische bouw van skeletspieren B Microscopische bouw van skeletspieren, gladde spieren en hartspier C Antagonistische spierwerking

155 157

159 162

164

Checklist

167

Hoofdstuksynthese Portfolio

168

CHECK IT OUT

169

THEMASYNTHESE AAN DE SLAG

OEFEN OP DIDDIT

151 152 154

170

CHECK IN

Î Leer het wiel! Uitdaging! Hou je lichaam in balans terwijl je de zijwaartse radslag uitvoert.

voldoende ruimte om de oefening uit te voeren

een assistent

een flinke portie durf HOE GA JE TE WERK?

2 3 4 5 6

plaatsen.

Richt je linkervoet naar die plek. Je linkerbeen mag plooien, je steunt daarop. Houd je andere been (het rechterbeen) gestrekt naar achter.

Plooi je bovenlichaam naar voor en houd je armen daarbij gestrekt.

Zet je handen na elkaar op de grond. Je linkerhand raakt eerst de grond, je rechter daarna. Zwaai tegelijk je gestrekte rechterbeen omhoog. Je linkersteunbeen volgt daarna.

Laat je rechterbeen verder zwaaien en weer contact maken met de grond. Draai bij het neerzetten je rechtervoet wat naar je armen. Je assistent houdt je veilig. Oefen totdat de beweging vloeiend wordt.

Ga goed rechtop staan. Steek je handen in de lucht. Kijk naar de plek waar je je handen gaat

WAT HEB JE NODIG?

THEMA 02

check in

WAT GEBEURT ER? Welke prikkels word je gewaar tijdens het uitvoeren van het wiel?

Op welke spieren doe je voornamelijk beroep om het wiel uit te voeren?

Welke onbewuste processen spelen zich af in je lichaam?

HOE ZIT DAT?

Het wiel nauwgezet aanleren kost tijd en moeite. Mogelijk lukt het je niet meteen. Je zintuigen draaien immers

overuren door de vele prikkels. Waar zet je je handen? Hoe ver is dat van je af? Hoe hoog zit je hoofd van de grond? Zijn je spieren voldoende opgespannen?

Na detectie van de prikkels wordt de informatie verzonden en verwerkt nog voor je maar één (veilige) stap zet. Welk

systeem selecteert de belangrijke prikkels, berekent de opeenvolgende bewegingen in stappen? Het wiel verlangt immers heel wat gecoördineerde gewenste spierbewegingen na elkaar. Hoe worden de juiste signalen naar de verschillende spieren verstuurd? Hoe weten je spieren wat ze precies moeten doen en hoe voeren ze dat uit?

Daarnaast gebeuren er ook tal van andere onbewuste processen in je lichaam. Gelukkig moet je daar niet over nadenken en gebeuren die processen vanzelf, maar hoe regelt je lichaam dat?

Hoe gebeurt het verwerken van de informatie over prikkels?

Hoe wordt bepaald welke effectoren aan de slag moeten en wat de gepaste reactie wordt?

Hoe worden de gewenste bewegingen door de spieren uitgevoerd?

Hoe regelt het lichaam onbewuste reacties?

We zoeken het uit!

THEMA 02

check in

VERKEN

Î Hoe werken regelsystemen? OPDRACHT 1

Vul de tekst en het schema aan met de correcte begrippen. Kies uit: bijsturen – effectoren – geleider – hormonaal stelsel – informatie – meten – prikkel – reactie – receptoren – regelsystemen – zenuwstelsel

Je wilt prettig kunnen ‘wonen’ in je lijf, ondanks de soms veranderende omstandigheden van buitenaf of binnenin: wilt de juiste vochtbalans, en ga zo maar door …

In het vorige thema leerde je dat een organisme over

je wilt het niet te warm of te koud hebben, je wilt voldoende brandstof, bouwstoffen en zuurstofgas in je lichaam, je

om die veranderingen op te vangen en het lichaam optimaal te laten werken in veranderende omstandigheden. Regelsystemen helpen je bij het

beschikt

, controleren en indien nodig

van bijvoorbeeld de lichaamstemperatuur, bloedsuikerspiegel, concentratie van

zuurstofgas in je bloed, vochthuishouding … Daarna geleidt het

over die prikkel naar de

of het

. Zij voeren een reactie uit.

Je leerde dat je prikkels kunt opvangen met

waarneembare verandering

lichaamsdeel dat de prikkel herkent en opvangt signaal

lichaamsdeel dat informatie geleidt signaal

lichaamsdeel dat een reactie uitvoert

actie als antwoord op de prikkel

THEMA 02

verken

HOOFDSTUK 1

LEERDOELEN Je kunt al: M uitleggen welke soorten receptoren er bestaan;

M uitleggen hoe een prikkel de receptor activeert.

Je leert nu:

Î Hoe geven de receptoren informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel?

M hoe elektrische signalen doorheen

Je woning zit vol apparaten die gebruikmaken van elektriciteit.

M hoe signalen worden overgebracht van

lichaam de elektriciteit vrij goed geleidt. Dat is ook nodig, want

zenuwcellen naar verwerkingscentra lopen;

dodelijk zijn. Elektriciteit is gevaarlijk voor ons omdat het

elektrische signalen spelen een belangrijke rol in ons lichaam. Wat is de functie van die elektrische signalen?

de ene naar de andere cel.

Maar een stroomstoot afkomstig van het elektriciteitsnet kan

1.1 Welke cellen brengen informatie snel over?

prikkel

receptor

signaal

geleider

signaal

effector reactie

THEMA 02

hoofdstuk 1

Nadat een prikkel werd geregistreerd door een receptor, wordt informatie over die prikkel naar het zenuwstelsel doorgegeven. Het doorgeven

van de informatie gebeurt door het versturen van signalen, het is de

informatieoverdracht. Zo wordt bijvoorbeeld de informatie van lichtprikkels doorgegegeven naar de hersenen.

In de hersenen wordt die informatie verwerkt in specifieke

verwerkingscentra. Daar worden signalen afkomstig van specifieke plaatsen in het lichaam beoordeeld.

Het zenuwstelsel zorgt dus voor het doorgeven van informatie en is ook een verwerkingscentrum. Na de verwerking wordt de nodige informatie naar de effectoren gestuurd, die een gepaste reactie uitvoeren.

informatieoverdracht

verwerkingscentrum

prikkel

receptor

effector

reactie

neuron

Afb. 52 Informatieoverdracht gebeurt door neuronen.

Zenuwcellen of neuronen zorgen voor deze informatieoverdracht. Ze brengen informatie met hoge snelheid over van de ene plaats in je lichaam naar de

andere.

Het cellichaam van een neuron bevat de celkern en heel wat andere

celorganellen. Het ontvangt informatie via dunne, vertakte uitlopers, de

dendrieten. Vanuit het cellichaam wordt informatie verder gestuurd via een lange uitloper, het axon.

Het uiteinde van het axon bestaat uit eindknopjes. Die bevatten

boodschappermoleculen of neurotransmitters die de informatie naar een

volgende cel brengen.

dendrieten

neurotransmitters

axon

cellichaam

myelineschede

celkern knoop van Ranvier

eindknopjes

doorsnede in lengte

celkern

axon

Afb. 53 Delen van een neuron (zenuwcel)

Het axon kan omgeven zijn door een myelineschede. Myeline is een

vetachtige stof die isolerende eigenschappen heeft en de prikkelgeleiding bevordert. De myelineschede wordt op regelmatige plaatsen onderbroken door insnoeringen.

THEMA 02

hoofdstuk 1

OPDRACHT 2

Bestudeer de figuur van een neuron. 1

Schrijf de juiste letter bij het onderdeel van het neuron. a

Letter in figuur

Afb. 54

Onderdeel axon

Letter in figuur

myeline

eindknopje

insnoering celkern

cellichaam

dendrieten

Teken met een pijl in welke richting informatie doorheen het neuron loopt.

Onderdeel

De informatieoverdracht is de geleiding van informatie en gebeurt door zenuwcellen of neuronen. Zij brengen de informatie afkomstig van de

receptoren, naar verwerkingscentra in de hersenen. Na de verwerking geleiden zenuwcellen ook een signaal naar de effectoren.

Aan een neuron kunnen we verschillende delen onderscheiden: • de dendrieten die informatie naar het cellichaam brengen;

• het cellichaam;

100

THEMA 02

hoofdstuk 1

• het axon dat informatie naar andere cellen brengt. De eind-

knopjes aan de axonuiteinden bevatten neurotransmitters. Een

myelineschede, die op regelmatige plaatsen ingesnoerd is, kan het

axon omgeven.

Maak oefening 1, 2 en 3 op p. 170.

1.2 Hoe geven neuronen informatie door over een lange afstand?

Receptoren bevinden zich vaak op een grote afstand van de

verwerkingscentra. De afstand van je ogen en gehoororgaan tot de hersenen is niet zo groot, maar van de receptoren in de huid van je tenen naar

de hersenen bedraagt toch minstens één meter. En bij sommige dieren is die

afstand nog veel groter.

3 meter

Afb. 55 De afstand tussen receptoren en verwerkingscentra kan snel oplopen bij grotere diersoorten, zoals deze blauwe vinvis.

OPDRACHT 3

Bekijk de video en beantwoord de vragen. 1

Wat gebeurt er als er een flinke tik wordt gegeven tegen de eerste dominosteen?

BEKIJK DE VIDEO

De handeling wordt verschillende keren uitgevoerd. Vallen alle stenen even snel?

Is het mogelijk de stenen in de andere richting te doen omvallen?

Afb. 56 Acht identieke dominostenen worden op een lat vastgekleefd met dunne plakband. De blokjes staan op een vaste afstand van elkaar.

Wat gebeurt er als een lichte tik gegeven wordt tegen de eerste steen?

Wat gebeurt er als er enkele stenen in het midden verwijderd worden?

THEMA 02

hoofdstuk 1

101

Het vallen van de dominostenen vertoont heel wat gelijkenissen met het

transport van een signaal doorheen het neuron: een signaal in het neuron ontstaat pas als de prikkel sterker is dan de prikkeldrempel, net zoals je

voldoende hard moest duwen tegen de eerste dominosteen om die te doen omvallen. Dat signaal verstoort een rusttoestand en plant zich als een

kettingreactie met een constante snelheid voort doorheen het axon. Op de verschillende fasen van de informatiegeleiding ga je nu dieper in.

Rustpotentiaal

OPDRACHT 4

Bestudeer de tekst en de figuur en beantwoord de vragen.

In een neuron bevinden zich heel wat opgeloste ionen of geladen deeltjes. Dit zorgt voor

ladingsverschillen tussen de binnenzijde en de buitenzijde van de cel. Je onderzoekt nu hoe die ladingen verdeeld zijn als een neuron zich in de rustfase bevindt. 1

Duid op de figuur de dendrieten, het cellichaam en het axon aan.

Beschrijf het ladingsverschil tussen de binnen- en buitenzijde van de cel.

Overtrek met een groene pen het volledige celmembraan van het neuron. Beschrijf wat je ziet als je de detailtekening van het membraan bekijkt.

buitenzijde

celmembraan binnenzijde

Omdat aan de buitenzijde van het neuron meer positieve ionen (geladen deeltjes) zitten dan binnen in het neuron, is er een ladingsverschil. De

buitenzijde is positief geladen ten opzichte van de binnenzijde. Het verschil in lading tussen binnenzijde en buitenzijde veroorzaakt een elektrische spanning over het membraan, die we de membraanpotentiaal noemen. Als het neuron zich in de rustfase bevindt, wordt het ladingsverschil de rustpotentiaal genoemd. 102

THEMA 02

hoofdstuk 1

De rustpotentiaal is het potentiaalverschil dat er bij rust heerst tussen de binnen- en de buitenkant van een celmembraan. De rustpotentiaal ontstaat door een ongelijke verdeling van ionen (geladen deeltjes) binnen en buiten de cel.

Actiepotentiaal

Om goed te kunnen begrijpen hoe een neuron een elektrisch signaal

doorgeeft, is het belangrijk te weten hoe opgeloste deeltjes zich gedragen wanneer ze niet gelijk verdeeld zijn. OPDRACHT 5

Bekijk het filmpje en beantwoord de vragen. 1

Hoeveel theedeeltjes bevinden zich in het water voordat het

Wat gebeurt er als het theezakje in het water wordt gebracht?

BEKIJK DE VIDEO

theezakje in het water wordt gebracht?

In welke richting hebben de deeltjes zich verspreid? Schrap wat niet past.

De deeltjes verspreiden zich van een plaats met hoge / lage concentratie naar een plaats

Hoe komt het dat het water een homogeen mengsel is als de thee klaar is?

Teken de eindsituatie in het glas met materiedeeltjes. Gebruik blauwe bolletjes voor water en bruine

driehoekjes voor de thee.

met hoge / lage concentratie.

THEMA 02

hoofdstuk 1

103

In een neuron gebeurt er iets gelijkaardigs. Indien een prikkel voldoende

sterk is wordt het neuron geprikkeld. Dat zorgt ervoor dat de kanaaltjes in

het celmembraan worden geopend waardoor positieve ionen massaal naar binnen kunnen stromen. Ze verplaatsen zich van een plaats met een hoge

concentratie naar een plaats met een lage concentratie aan positieve ionen. De positieve lading buiten de cel wordt daardoor kleiner en de binnenzijde

van de cel wordt meer positief (minder negatief) geladen. Daardoor verlaagt het ladingsverschil tussen binnenzijde en buitenzijde. We noemen die fase de depolarisatie.

Uiteindelijk stromen er zoveel positieve ionen doorheen het membraan

dat het ladingsverschil over het membraan omdraait: de binnenzijde wordt

positiever dan de buitenzijde (die nu negatief wordt beschouwd). We

spreken dan van een actiepotentiaal of impuls. Die fase is maar tijdelijk. Na de actiepotentiaal is er een repolarisatie waardoor de rustpotentiaal weer wordt hersteld.

Een actiepotentiaal kent altijd hetzelfde verloop. Het is net als bij vallende

dominostenen een alles-of-nietsgebeurtenis: ze treedt op of ze treedt niet op.

OPDRACHT 6

Vul de grafiek aan. • depolarisatie

• repolarisatie

20 10

• actiepotentiaal

spanning (mv)

Vul de volgende begrippen aan:

• rustpotentiaal

–10

tijd (ms)

–20 –30

–40

–50 –60

–70

Grafiek 2

Bij een prikkel verplaatsen positieve ionen zich doorheen het membraan van een neuron. Daardoor verandert het ladingsverschil over het

membraan, de rustpotentiaal wordt verstoord. Als de prikkel voldoende sterk is draait het ladingsverschil om en wordt de binnenzijde van het celmembraan kortstondig positief ten opzichte van de buitenzijde. Er ontstaat een actiepotentiaal of impuls.

Een actiepotentiaal of impuls is een alles-of-nietsgebeurtenis: ze treedt op of ze treedt niet op. 104

THEMA 02

hoofdstuk 1

Impulsgeleiding

Door de in- en uitstroom van ionen ontstaat er in het neuron een

concentratieverschil met de zones daarnaast. Daardoor zullen de geladen BEKIJK DE VIDEO

deeltjes zich ook hier verplaatsen van een hoge naar een lage concentratie. Door de verplaatsing van geladen deeltjes ontstaat er in het neuron een elektrisch signaal.

Door die verplaatsing van ionen vermindert het ladingsverschil tussen de binnenzijde en de buitenzijde ook in de nieuwe zone, dus ook daar start opnieuw een depolarisatie. Daardoor ontstaan er telkens ook nieuwe

actiepotentialen in de richting van de volgende cel.

Een actiepotentiaal zet zich dus doorheen het axon voort als een

kettingreactie van verplaatsing van ionen of geladen deeltjes. Deze

verplaatsing van de actiepotentiaal noemen we de impulsgeleiding.

Het elektrisch signaal wordt gebruikt om informatie te transporteren

vanuit de plaats waar een prikkel werd opgevangen naar de plaats waar de informatie wordt verwerkt. Als je de impulsgeleiding zou vergelijken met

vallende dominostenen, dan duwt elke steen de volgende om. De gevallen

steentjes worden na enkele ogenblikken terug rechtgezet, zodat je eigenlijk

steeds maar enkele steentjes plat ziet liggen. zin van de impuls

celmembraan

= impuls

ladingsverschuiving

depolarisatie

rustfase

actiefase

ladingsverschuiving

depolarisatie

ladingsverschuiving

Afb. 57 De impulsgeleiding is het gevolg van de verplaatsing van ionen.

depolarisatie

THEMA 02

hoofdstuk 1

105

Elke actiepotentiaal doet een actiepotentiaal in de naastliggende zone ontstaan. De impulsgeleiding is de verplaatsing van de actiepotentiaal over het axon. Deze impulsgeleiding loopt steeds in dezelfde richting door het axon, namelijk weg van het cellichaam. `

Maak oefening 4 t/m 9 op p. 170 en 171.

WEETJE

Wanneer een rups aan een deel van

de plant (zoals een

BEKIJK DE VIDEO

blad) knabbelt,

zorgt dat voor een sterke prikkel.

Het celmembraan van de plantencellen op die

plaats verandert, met als gevolg dat positieve ionen in die cellen

naar binnen stromen. De verplaatsing van positieve ionen in één cel veroorzaakt verplaatsing van positieve ionen in een aangrenzende

cel. De kettingreactie van verplaatsing van ionen veroorzaakt, net

zoals bij dieren, een elektrisch signaal dat informatie over een grote

afstand kan vervoeren. Dat elektrisch signaal brengt de productie van allerhande stoffen op gang die de plant minder appetijtelijk moeten

maken, om zo de vraat te verminderen. Ook planten kunnen informatie

over grote afstand verspreiden door middel van elektrische signalen.

1.3 Hoe maakt een organisme het onderscheid tussen sterke en zwakke prikkels?

Als een prikkel sterker is dan de prikkeldrempel, ontstaat een elektrisch

signaal of actiepotentiaal. De actiepotentiaal is altijd even groot ongeacht de sterkte van de prikkel. Je kunt het vergelijken met een zaklamp die je

enkel kunt aan- of uitschakelen. De hoeveelheid licht is steeds hetzelfde. We noemen een dergelijke gebeurtenis een alles-of-nietsgebeurtenis.

Hoewel een actiepotentiaal altijd even groot of sterk is, voelt een tik van een potlood toch anders aan dan een tik van een hamer. Zenuwcellen kunnen dus ook informatie over de intensiteit van de prikkel doorsturen naar de verwerkingscentra. Hoe doen ze dat?

De intensiteit of sterkte waarmee je een prikkel waarneemt, hangt af van

het aantal actiepotentialen per seconde en de tijdsduur waarin neuronen actiepotentialen afvuren.

106

THEMA 02

hoofdstuk 1

receptorcel

–– ++ ––

prikkel

impuls

+ – – +

1 impuls bij een prikkel zwakker dan prikkeldrempel 2 impuls bij een zwakke prikkel Afb. 58 Schematische voorstelling van een impuls bij een zwakke en sterke prikkel

3 impuls bij een sterke prikkel

prikkeldrempel

OPDRACHT 7

Bestudeer de schematische voorstellingen van neuronen en beantwoord de vragen. Omcirkel bij beide afbeeldingen de plaatsen op het axon waar een impuls voorkomt.

Gaat het om een zwakke of een sterke prikkel? Verklaar.

Het is een zwakke / sterke prikkel, omdat:

Informatie over de sterkte van een prikkel wordt door het organisme

geregistreerd aan de hand van het aantal actiepotentialen en de duur van het afvuren van actiepotentialen. `

Maak oefening 10 en 11 op p. 171.

THEMA 02

hoofdstuk 1

107

1.4 Hoe wordt de impulsgeleiding versneld?

Elektrische signalen verplaatsen zich doorheen zenuwcellen. Dat dit snel

gaat, heb je wellicht al eens aan den lijve ondervonden: bij een luide knal

duik je ineen, of bij het aanraken van een gloeiend heet voorwerp trek je je hand bliksemsnel terug.

OPDRACHT 8

Hoe snel gaat informatie doorheen neuronen? 1

Onderzoeksvraag Wat is de snelheid van de impulsgeleiding? Hypothese

Noteer een hypothese.

Benodigdheden meetlint

smartphone

Werkwijze

Maak groepjes van vier à vijf leerlingen.

Alle leerlingen behalve de eerste en de laatste sluiten de ogen.

2 3 5 6

Scan de QR-code om de test te openen.

De leerlingen geven elkaar de hand. De laatste leerling bedient de smartphone. De laatste leerling start de test met een klik en sluit de ogen.

Zodra de eerste leerling het scherm groen ziet worden, knijpt de leerling in de hand van de tweede leerling.

Zodra de tweede leerling iets voelt, knijpt hij in de hand van de derde leerling enzovoort.

7 8 9

108

THEMA 02

TEST JE REACTIESNELHEID

Als de laatste leerling iets voelt, klikt hij op het scherm van de smartphone. Herhaal de proef vijf keer.

hoofdstuk 1

Waarneming a

Noteer de resultaten in de tabel en bereken het gemiddelde. Proef

t (s)

1 2

3 4 5 gemiddelde

b Meet bij elke leerling de weg die de impuls aflegt (bijvoorbeeld van de hand tot de hersenen en van de hersenen tot de andere hand). Noteer in de tabel en bereken de totale lengte. 1 2

s (cm)

Leerling

4 5

totale lengte

Verwerking

Door de afgelegde afstand (Δs) van de impuls te delen door de reactietijd (Δt), kun je de snelheid berekenen: v = Δs / Δt. a

Hoe groot is de snelheid in centimeter per seconde?

b Hoe groot is de snelheid in meter per seconde?

THEMA 02

hoofdstuk 1

109

Besluit De berekende snelheid (v) van de impulsgeleiding is:

Reflectie De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

Zal de berekende snelheid een overschatting of een onderschatting zijn van de werkelijke snelheid?

Wat vond je onbetrouwbaar aan dit experiment?

d Wat vond je betrouwbaar aan dit experiment?

Hoe zou je het experiment kunnen verbeteren?

110

THEMA 02

hoofdstuk 1

In de vorige opdracht berekende je hoe snel de elektrische signalen

doorheen neuronen gaan. De werkelijke snelheid ligt veel hoger omdat de

weg die het elektrisch signaal zal afleggen veel langer is dan de afstand die jij hebt gemeten: in de verwerkingscentra loopt de impuls doorheen tientallen neuronen en legt dus daar een langere afstand af. Hoe kunnen zeer hoge

snelheden van impulsgeleiding worden bereikt? In opdracht 9 ga je na of de snelheid van de impulsgeleiding verhoogd kan worden.

OPDRACHT 9

Bekijk het filmpje. Daarin werd de proefopstelling met dominoblokjes gebouwd zoals op afbeelding 59.

BEKIJK DE VIDEO

In welke rij zijn de blokjes het

snelst omgevallen? Verklaar.

Afb. 59

Net zoals bij de dominostenen, kan de snelheid van de impulsgeleiding verhoogd worden door sprongen te maken over het axon.

Door de aanwezigheid van een isolerende myelineschede kunnen geladen

deeltjes niet doorheen het membraan. De ionen kunnen alleen ter hoogte

van de insnoeringen doorheen het membraan passeren. De actiepotentiaal verplaatst zich dan van insnoering naar insnoering. We spreken van een sprongsgewijze impulsgeleiding.

De impulsgeleiding gaat daardoor veel sneller dan bij axonen zonder

myelineschede, tot 150 m/s. Op die manier kan een blauwe vinvis – het

grootste zoogdier op onze planeet – zijn staart bewegen zodra hij iets hoort of ziet, ook al ligt de staart op bijna 25 meter van de kop. cellichaam

VERGELIJK DE GELEIDINGSSNELHEID

ongemyeliniseerd axon gemyeliniseerd axon

insnoering

actiepotentiaal

0,5 tot 10 m/s

100 tot 150 m/s

actiepotentiaal

myelineschede

depolarisatie

cellichaam

Afb. 60 Dankzij de myelineschede verloopt de impulsgeleiding veel sneller dan bij een ongemyeliniseerd axon.

THEMA 02

hoofdstuk 1

111

WEETJE A Myeline (oranje) vormt een isolatielaag rondom de uitloper van de zenuwcel (grijs). Daardoor verplaatst de actiepotentiaal zich sneller en kan dus ook de impulsgeleiding snel verlopen.

Zowat 12 000 mensen in ons land lijden aan multiple sclerose (MS). Dat is een

chronische auto-immuunziekte: afweercellen van het lichaam tasten de myelineschede rond axonen aan. Daardoor wordt de

impulsgeleiding doorheen het axon ernstig verstoord of zelfs verhinderd, met als

Door afbraak van de myeline wordt de impulsgeleiding steeds slechter. Dat leidt tot het ontstaan van klachten.

gevolg allerhande uitvalsverschijnselen:

geheugenproblemen, coördinatiestoornissen enzovoort.

Als de myeline vrijwel volledig is afgebroken, zal helemaal geen signaaloverdracht meer kunnen plaatsvinden.

krachtverlies, blindheid,

Er is voorlopig nog geen behandeling die

MS kan genezen, maar er wordt veel onderzoek naar gedaan. In 2019 hebben wetenschappers een stof

ontwikkeld die een positief effect heeft op muizen. Men hoopt die stof aan te kunnen passen zodat die ook een gunstig effect heeft op de mens.

De snelheid van de impulsgeleiding bij gemyeliniseerde axonen is veel

hoger dan bij niet-gemyeliniseerde axonen. Bij gemyeliniseerde axonen

gebeurt de impulsgeleiding sprongsgewijs. Maak oefening 12 op p. 172.

1.5 Hoe communiceren zenuwcellen met elkaar?

Als je ooit je teen ergens tegen hebt gestoten, weet je dat dat flink pijn kan

doen. De afstand van je tenen naar de verwerkingscentra is veel te groot om door één neuron overbrugd te worden. Neuronen moeten dus in staat zijn

om impulsen aan elkaar over te dragen.

112

THEMA 02

hoofdstuk 1

De impulsoverdracht gebeurt ter hoogte van de eindknopjes van het axon,

die dicht tegen de dendrieten of het cellichaam van een ander neuron liggen. Die zone noemen we de synaps.

We kunnen twee soorten synapsen onderscheiden: elektrische synapsen en chemische synapsen.

ACTIEPOTENTIAAL synaptisch blaasje

neurotransmitters

verplaatsing van ionen

kanaal voor ionen

chemische synaps

Afb. 61 Chemische synaps

De meeste synapsen zijn chemische synapsen. Tussen het membraan van het eindknopje van het axon en de volgende cel ligt een zeer smalle ruimte: de

synaptische spleet. Het eindknopje van het axon bevat talrijke synaptische blaasjes die vol zitten met boodschappermoleculen of neurotransmitters. Wanneer een actiepotentiaal aankomt in het eindknopje, verplaatsen de

blaasjes zich naar de membranen van de eindknopjes. Daar barsten ze open

en storten hun inhoud uit in de synaptische spleet. Als de neurotransmitters zich verspreiden, komen ze op het membraan van de volgende cel terecht,

waar ze de membraaneigenschappen wijzigen. Ionen kunnen daardoor gemakkelijk doorheen het membraan; ze stromen naar binnen en het

ladingsverschil tussen buiten en binnen vermindert. Zodra in de nieuwe synaps

axon cel een bepaalde waarde overschreden wordt, ontstaat er ook hier een eindknopjes

actiepotentiaal of impuls. De overdracht van een impuls van cel naar cel

noemen we neurotransmissie.

dendriet

4 1

neurotransmitter

axon

eindknopje

celmembraan

synaptisch blaasje elektrisch signaal

impuls

impuls membraanreceptor

3 2

synaptische spleet chemisch signaal

celmembraan

elektrisch signaal

Afb. 62 Neurotransmissie tussen een eindknopje van het ene neuron en een dendriet van het aansluitende neuron

Bij een chemische synaps wordt een elektrisch signaal dus omgezet in

een chemisch signaal dat bestaat uit neurotransmitters. Die brengen de boodschap over van het ene neuron naar de volgende cel.

Zodra het signaal werd overgedragen, moeten de neurotransmitters

verwijderd worden uit de synaptische spleet. Het verwijderen van de

neurotransmitters kan gebeuren door ze af te breken of terug op te nemen. THEMA 02

hoofdstuk 1

113

OPDRACHT 10

Omcirkel op de afbeelding de plaats(en) waar zich een synaps bevindt.

OPDRACHT 11

Bekijk de afbeelding van het neuron en voer de opdrachten uit.

Teken bij het neuron een ander neuron dat informatie bezorgt met blauw.

Teken bij het neuron een ander neuron dat informatie krijgt van het neuron op de afbeelding met rood.

Overdracht van informatie tussen zenuwcellen gebeurt ter hoogte van

de synaps.

Bij een chemische synaps vormen de neurotransmitters een chemisch signaal. De impulsoverdracht gebeurt in verschillende stappen: • De impuls bereikt de eindknopjes van het axon.

• Neurotransmitters komen vrij uit de synaptische blaasjes in de synaptische spleet.

• De neurotransmitter komt op het membraan van de volgende cel terecht en wijzigt daar de membraaneigenschappen. Dat is een chemisch signaal.

• Ionen stromen naar binnen en veranderen de membraanpotentiaal.

Er ontstaat een nieuwe actiepotentiaal in de volgende cel, de impuls

114

THEMA 02

hoofdstuk 1

is overgedragen.

Maak oefening 13 op p. 172.

WEETJE Drugs zijn stoffen die inwerken op de impulsgeleiding van ons lichaam. Dat kan tijdelijk aangenaam aanvoelen, waardoor ze verslavend zijn. We spreken daarom ook van genotsmiddelen.

De stoffen die in drugs zitten, werken in op de neurotransmissie binnen de synapsen. De moleculen van

drugs worden net als neurotransmitters herkend door membraanreceptoren. Ze kunnen een stimulerende

of remmende werking op de neurotransmissie teweegbrengen. Zo is alcohol een voorbeeld van een stof met een remmende werking op de impulsgeleiding. Als je te veel alcohol gedronken hebt, kun je niet meer goed spreken en kun je ook problemen hebben met je evenwicht of zicht. Dat is zeer gevaarlijk als je je in het

verkeer begeeft. Er zijn daarom heel wat sensibiliseringscampagnes rond drugs en alcohol in het verkeer.

stimulerende stof

eindknopje synaptisch blaasje

impuls

axon

Stimulerende stoffen verhogen de afgifte van dopamine. Meer dopamine verhoogt het gevoel van geluk en stimuleert de controle over bewegingen.

remmende stof

dopamine

synaptische spleet

neurotransmitter

membraanreceptor

Remmende stoffen zorgen dat de neurotransmitter langer aanwezig blijft en dus langer kan werken. Dopamine en andere neurotransmitters hebben dan een langduriger en groter effect.

Afb. 63 De stimulerende werking van drugs zoals amfetamine (links) en de remmende werking van drugs zoals cocaïne (rechts)

dendriet

OPDRACHT 12 DOORDENKER

Je neemt een pijnstiller als je ondraaglijke pijn wilt bestrijden. Hoe kun je de werking van een pijnstiller in verband brengen met de stimulerende en remmende werking van bepaalde stoffen in een synaps?

THEMA 02

hoofdstuk 1

115

HOOFDSTUKSYNTHESE

Î Hoe geven de receptoren informatie van een prikkel door naar het zenuwstelsel? Het regelsysteem start met de detectie van prikkels door receptoren. De receptoren halen daar hun informatie uit.

1.1 Welke cellen brengen informatie snel over?

De informatie van de receptoren wordt door zenuwcellen of neuronen naar de verwerkingscentra gebracht. Aan een neuron kunnen we verschillende delen herkennen:

dendrieten

neurotransmitters

axon

eindknopjes

myelineschede

cellichaam

celkern

knoop van Ranvier

doorsnede in lengte

celkern

• een cellichaam; •

• een

vertakt is. De

axon

: vertakte uitlopers die informatie naar het cellichaam brengen; : een uitloper die zeer lang kan zijn en enkel op het einde

van het axon bevatten blaasjes neurotransmitters

(boodschappermoleculen). Het axon kan omgeven zijn met

onderbroken is door 116

andere cellen.

THEMA 02

synthese hoofdstuk 1

dat

. Het axon leidt informatie van het cellichaam naar

1.2 Hoe geven neuronen informatie door over een lange afstand? 1 Rustpotentiaal

2 Actiepotentiaal

3 Repolarisatie

Door een ongelijke

Als een prikkel sterker is dan

ionen, is de binnenzijde

membraaneigenschappen zodanig dat ionen

van het membraan van een neuron

geladen ten opzichte van de buitenzijde:

de rustpotentiaal.

de prikkeldrempel, wijzigen de

terug naar buiten waardoor de binnenzijde weer

er doorheen kunnen diffunderen en de

wordt: repolarisatie.

rustpotentiaal verstoord wordt.

De verplaatsing van deze geladen deeltjes of ionen vormt een •

• De

verdeling van positieve

• Positieve ionen stromen

stromen naar binnen zodat de

ionen

herstelt zich.

binnenzijde van het membraan steeds depolarisatie.

wordt:

• Het membraanpotentiaal draait

om (binnenzijde wordt positief ten opzichte van de buitenzijde): de .

• Een actiepotentiaal veroorzaakt

van

ionen in een naastliggende zone van hetzelfde neuron. De verplaatsing van ionen vormt ook hier een

• Door de verplaatsing van ionen

ontstaan er voortdurend nieuwe

concentratieveranderingen en daardoor ontstaan er telkens ook nieuwe

actiepotentialen in de richting van de .

• De voortplanting van die actiepotentialen is de

THEMA 02

synthese hoofdstuk 1

117

zin van de impuls celmembraan

= impuls ladingsverschuiving

depolarisatie rustfase

actiefase

depolarisatie

ladingsverschuiving

depolarisatie

1.3 Hoe maakt een organisme het onderscheid tussen sterke en zwakke prikkels? Informatie over de intensiteit van de prikkel wordt bepaald door het

en de

1.4 Hoe wordt de impulsgeleiding versneld?

waarin actiepotentialen worden afgevuurd.

Als het axon omgeven is door myeline, verplaatst de impuls zich

, waardoor de

impuls zich veel sneller doorheen het neuron verplaatst dan wanneer het axon niet gemyeliniseerd is..

1.5 Hoe communiceren zenuwcellen met elkaar?

Ter hoogte van de synaps eindigt het axon en wordt de informatie overgedragen naar de volgende cel. axon

Bij een chemische synaps wordt een elektrisch

synaps

eindknopjes

signaal omgezet in een chemisch signaal. Dat bestaat uit

die worden afgegeven in de

dendriet 4 1

en zo de

membraaneigenschappen van de volgende cel kunnen

neurotransmitter axon

eindknopje

impuls

impuls 3 2

membraanreceptor

beïnvloeden en er een impuls in kunnen doen ontstaan. celmembraan synaptisch blaasje elektrisch signaal

118

THEMA 02

synthese hoofdstuk 1

synaptische spleet chemisch signaal

celmembraan

elektrisch signaal

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis • Ik kan de delen van een neuron benoemen en beschrijven.

• Ik kan beschrijven hoe neuronen informatie over een grote afstand doorgeven.

• Ik kan uitleggen wat de rustpotentiaal is en wat de rol ervan is in impulsgeleiding.

• Ik kan verklaren hoe een actiepotentiaal verloopt.

• Ik kan uitleggen hoe een elektrisch signaal zich verplaatst doorheen een neuron.

impulsgeleiding.

• Ik kan de rol van myeline in verband brengen met de snelheid van

• Ik kan uitleggen waardoor de sterkte van een prikkel wordt bepaald. • Ik kan beschrijven hoe een elektrisch signaal van een cel wordt overgedragen naar een andere cel.

2 Onderzoeksvaardigheden

• Ik kan een hypothese en een waarneming formuleren. • Ik kan een waarneming interpreteren of verklaren. Je kunt deze checklist ook op

invullen bij je portfolio.

• Ik kan een besluit formuleren.

THEMA 02

checklist hoofdstuk 1

119

HOOFDSTUK 2

Î Hoe regelt het zenuwstelsel de lichaamswerking? LEERDOELEN Je kunt al: M de bouw en werking van een receptor omschrijven;

M omschrijven wat een neuron is en de onderdelen daarin benoemen;

M het verloop van de impulsgeleiding en de impulsoverdracht toelichten;

M verduidelijken wat een regelsysteem is.

De uitdaging van het wiel uit de CHECK IN wordt

Je leert nu:

M welke delen van je zenuwstelsel betrokken zijn bij de regeling van een goede lichaamswerking;

M hoe informatie in verwerkingscentra verwerkt wordt; M wat het verschil is tussen reflexen en gewilde bewegingen;

arm of been. Zij kunnen het wiel echter net zo goed uitvoeren. Ook zij controleren en sturen vanuit hun wil de bewegingen aan, maar zij sturen hun impulsen naar

M welke weg impulsen in je lichaam afleggen;

nog groter voor mensen met een bionische

M wat het begrip homeostase inhoudt.

hun elektronische robotarm of -been. Hoe doen zij dat? Om die vraag te kunnen

beantwoorden, bestuderen we eerst de mogelijke wegen die een impuls aflegt.

BEKIJK DE VIDEO

2.1 Langs waar verplaatst een impuls zich door het lichaam?

Onderdelen van het zenuwstelsel

Dankzij je zenuwstelsel kunnen impulsen doorgegeven worden vanuit de receptoren tot bij de effectoren, ook al bevinden die zich op erg

verschillende plekken in je lichaam. Er zijn verschillende zenuwen die daarbij helpen.

zenuw axon zenuwbundel bindweefselschede bloedvat

Afb. 64 Bouw van een zenuw

120

THEMA 02

hoofdstuk 2

Een zenuw is een bundel met lange uitlopers van verschillende zenuwcellen. Die bundel van uitlopers wordt samengehouden en beschermd door

een bindweefselschede. Op hun beurt worden meerdere zenuwbundels samengehouden door een stevige bindweefselmantel.

Binnen in dat bindweefsel lopen bloedvaten: zij voorzien alle aanwezige structuren van onder andere zuurstofgas en voedingstoffen.

Er zijn verschillende bundels zenuwen, elk met hun specifieke locatie en eigenschappen. Zo geleiden sommige ruggenmergzenuwen (1), zoals de

kuitzenuw, impulsen vanuit je ruggenmerg (2) naar effectoren, bijvoorbeeld naar bepaalde spieren in je voet. Andere zenuwen zorgen voor de

tegengestelde geleiding, dus vanuit receptoren in je voet naar je ruggenmerg. Het ruggenmerg en de hersenen (3) bestaan uit miljarden neuronen. Alle

informatie van receptoren wordt daar gecentraliseerd en verwerkt. Daarom vormen ze samen het centrale zenuwstelsel.

Je ruggenmergzenuwen liggen veel minder beschermd en meer verspreid

over je lichaam. De ruggenmergzenuwen vertrekken vanuit het ruggenmerg tussen de ruggenwervels door naar de andere lichaamsdelen. De OPDRACHT 13

ruggenmergzenuwen behoren tot het perifeer zenuwstelsel.

Noteer bij beide figuren de nummers van de correcte onderdelen van het zenuwstelsel. Kies uit: ruggenmergzenuwen (1), ruggenmerg (2),

hersenen (3).

buikzijde

ruggenmergvliezen

wervel

rugzijde

Afb. 65

Afb. 66

THEMA 02

hoofdstuk 2

121

WEETJE normaal

dropvoet

kuitzenuw

Afb. 67

Wanneer je te lange tijd met gekruiste benen op een stoel zit, kan het gebeuren dat het je daarna niet meer lukt om een stoeprand op te

stappen of een trap te nemen. Je probeert je voet wel op te heffen,

maar je spieren slagen er niet meer in je tenen met je voet omhoog te trekken. Door met je benen voortdurend gekruist te zitten, oefen je met je onderste knie druk uit op een zenuw in de holte achter

de knie erboven. De zenuw raakt bekneld, krijgt daardoor te weinig

voedsel en zuurstofgas en kan schade oplopen. Men spreekt van een

dropvoet. Een dropvoet is geen spierziekte: je spieren zijn niet defect.

Je ruggenmergzenuw geeft niet langer impulsen door tot aan je voet.

Op basis van de ligging, functie en aanwezige beschermende structuren deelt men het zenuwstelsel in twee delen in:

• Het centrale zenuwstelsel met de hersenen en het ruggenmerg ligt centraal in het lichaam.

• Het perifeer zenuwstelsel loopt door het hele lichaam en bevat de

122

THEMA 02

hoofdstuk 2

ruggenmergzenuwen. De zenuwen van het perifeer zenuwstelsel vervoeren impulsen van de receptoren naar het centraal

zenuwstelsel, en van daaruit naar de effectoren. Maak oefening 14, 15 en 16 op p. 172 en 173.

Soorten neuronen en zenuwen

Wanneer je zenuwstelsel niet goed werkt, zoals bij een dropvoet, worden bepaalde impulsen niet doorgegeven in je lichaam. Drie verschillende

typen neuronen spelen daarbij een cruciale rol. Het onderscheid tussen

die neuronen wordt gemaakt op basis van de richting waarin ze de impuls

doorgeven. Elk type vertoont eveneens een kenmerkende bouw. Je vindt ze

schakelneuronen sensorisch neuron

terug op afbeelding 68.

schakelneuronen

motorisch neuron geleidt impuls

motorisch neuron

je armspieren trekken samen

sensorisch neuron geleidt impuls

mechanoreceptoren in je hand maken impulsen aan wanneer je een bal in je hand voelt vallen

Afb. 68

OPDRACHT 14

Een baseballspeler vangt en gooit een bal. Gebruik afbeelding 68 om de vragen te beantwoorden. 1

Rangschik de handelingen van de baseballspeler in juiste volgorde.

De baseballspeler heft zijn arm op en gooit de bal.

B De baseballspeler sluit de vingers bij balcontact in de hand.

De baseballspeler kijkt rond en denkt na over waar de bal te gaan werpen.

Tussen welke lichaamsdelen moet er communicatie bestaan om deze stappen te kunnen doorlopen? -

Welke receptor van de baseballspeler merkt het vangen van de bal op?

THEMA 02

hoofdstuk 2

123

Geef bij elk stap tussen het opvangen en het wegwerpen van de bal aan welke cellen daarvoor verantwoordelijk zijn. Stappen

De impuls geleiden van de receptor

De impuls verwerken in de hersenen

4 5

De prikkel omzetten naar een impuls

naar de hersenen

De impuls geleiden vanuit de hersenen naar de armspieren

Cellen

Welke effector zorgt voor de reactie van de baseballspeler?

Bij het spel met de basketbal worden er elektrische impulsen doorgegeven via de dendrieten en axonen van meerdere neuronen. Daarbij spelen drie typen neuronen een rol.

Afferente of sensorische neuronen

Sommige neuronen brengen impulsen van een receptor naar het centrale

zenuwstelsel. Die neuronen noemen we afferente neuronen. Omdat deze neuronen dus gevoelig zijn voor impulsen van receptoren worden ze ook wel sensorische neuronen genoemd.

Een sensorisch neuron herken je aan de twee lange uitlopers: de

dendriet is verbonden met de receptor, het axon loopt naar het centrale

zenuwstelsel. De dendriet kan wel een meter lang zijn en je hele arm of been overbruggen.

Efferente of motorische neuronen

Neuronen die impulsen geleiden vanuit het centraal zenuwstelsel zijn

efferente neuronen. Wanneer efferente neuronen spieren of klieren in werking zetten, worden ze ook wel motorische neuronen genoemd.

Een efferent neuron vertoont korte dendrieten en een lang axon met

myeline. Dat axon kan tot meer dan één meter lang zijn. Het zijn deze neuronen die beschadigd worden bij een dropvoet. Schakelneuronen

Neuronen die impulsen overbrengen binnen het centrale zenuwstelsel

noemen we schakelneuronen. Ze liggen dus in het ruggenmerg of in de hersenen.

Schakelneuronen kunnen impulsen ontvangen en doorgeven aan

motorische neuronen of andere schakelneuronen. Omdat ze meerdere zenuwcellen verbinden, worden ze ook wel interneuronen genoemd (‘inter’ betekent ‘tussen’).

Ze hebben talrijke dendrieten en korte axonen, vaak zonder of met maar 124

THEMA 02

hoofdstuk 2

weinig myeline.

WEETJE Fantoompijn is een pijngevoel vanuit een

lichaamsdeel dat je niet meer hebt. Daarbij

kan het bijvoorbeeld gaan om pijn vanuit een geamputeerde borst, been, arm of zelfs kies. Het kan dus gebeuren dat je kiespijn blijft

bestaan nadat je tand met wortel en zenuw al verwijderd werd. Het zijn de schakelneuronen

in de hersenen die deze foutieve impulsen geven en de fantoompijn veroorzaken. Meer dan de helft van de mensen met een verwijderde ledemaat heeft weleens fantoompijnen. Die pijnen voelen dan als

zeurderig, brandend of tintelend.

Je weet al dat zenuwen bestaan uit bundels van meerdere lange uitlopers van vele neuronen. Al naargelang de aard van de verschillende soorten

neuronuitlopers die gegroepeerd zitten, kun je zenuwen onderverdelen:

• Sensorische zenuwen bevatten axonen en dendrieten van sensorische neuronen.

• Gemengde zenuwen bevatten uitlopers van sensorische en motorische

neuronen.

• Motorische zenuwen bevatten enkel axonen van motorische neuronen die naar effectoren lopen.

Omdat zenuwen vele zenuwcellen bevatten, kunnen er gelijktijdig meerdere impulsen verstuurd worden tussen het centraal zenuwstelsel en de

receptoren en effectoren rondom.

Al naargelang de richting waarin impulsen doorgegeven worden en de bouw van de neuronen, spreekt men van drie typen:

• Afferente of sensorische neuronen: geleiden impulsen van een receptor naar het centrale zenuwstelsel.

• Efferente of motorische neuronen: geleiden impulsen vanuit het centrale zenuwstelsel naar effectoren.

• Schakelneuronen: geleiden impulsen tussen verschillende soorten neuronen binnen het centrale zenuwstelsel.

Zenuwen worden onderverdeeld in sensorische zenuwen, motorische zenuwen en gemengde zenuwen, al naargelang ze uitlopers bevatten van respectievelijk sensorische neuronen, motorische neuronen of beide.

Dankzij zenuwen kunnen er gelijktijdig meerdere impulsen tussen vele receptoren, verwerkingscentra en effectoren verstuurd worden. `

Maak oefening 17 op p. 173.

THEMA 02

hoofdstuk 2

125

OPDRACHT 15 DOORDENKER

Beantwoord de vragen. Bij een aangezichtsoperatie is de chirurg erg voorzichtig. Hij wil vooral geen schade toebrengen aan de aangezichtszenuwen. Op deze foto kun je er zelf één opmerken.

Duid de zenuw aan met een pijl.

Leg aan de hand van de kleur van de

aangezichtszenuw uit waarom jij precies daar je pijl

Afb. 69

tekende. Tip: net als room is myeline een vetstof.

Ook een dwarsdoorsnede van je ruggenmerg laat kleurcontrast zien. Duid met een pijl aan op de foto welk deel van je ruggenmerg geen schakelneuronen bevat.

ruggenmerg

Afb. 70

Motiveer waarom je dat deel aanduidde.

Afb. 71

OPDRACHT 16

Ontdek hoe een motorische zenuw in een kippenvleugel eruitziet. Bekijk de video van de dissectie van een kippenvleugel of voer Labo 6 op p. 273 uit.

BEKIJK DE DISSECTIE

126

THEMA 02

hoofdstuk 2

2.2 Hoe worden gewilde bewegingen geregeld?

Bewuste gewaarwording hersendeel voor prikkelgewaarwording

schakelneuron in de thalamus

sensorisch neuron

schakelneuron in het ruggenmerg

Afb. 72 Een bewuste gewaarwording wordt verwerkt in het hersendeel voor prikkelgewaarwording.

Een goede baseballspeler is zich bliksemsnel bewust van het balcontact. Hij

weet meteen dat een aankomende bal zijn hand raakt, zonder dat hij de bal moet zien. Het aanvoelen van de plek van de bal in de hand is een bewuste gewaarwording. Daarmee wordt bedoeld dat de baseballspeler de positie van de bal in de hand precies te weten komt: zijn hersenen verzamelen

informatie over de plek van de bal en verwerken die tot een bewust besef

over de ballocatie. Met behulp van de inschatting van de balpositie bepaalt de speler zijn volgende worp.

Om te komen tot die bewuste gewaarwording vertrekt er eerst een impuls

vanuit de mechanoreceptoren in de hand. Van daaruit loopt de impuls via

sensorische neuronen naar schakelneuronen in het ruggenmerg. Die geleiden op hun beurt de impuls, via schakelneuronen naar de hersenen, tot aan

het hersendeel voor prikkelgewaarwording. De groep schakelneuronen die op die plek van je hersenen zit zorgt ervoor dat je bewust een prikkel kunt ervaren. Elke bewuste gewaarwording verloopt op die manier.

THEMA 02

hoofdstuk 2

127

Je bent je bewust van wat je ziet, hoort, ruikt, proeft of voelt omdat de impulsen, via sensorische neuronen en schakelneuronen, het juiste hersendeel voor gewaarwording of prikkelbesef bereiken.

Dit hersendeel voor prikkelgewaarwording ligt in de grote hersenen. OPDRACHT 17

Vul het traject van een impuls aan voor de bewuste gewaarwording van een aankomende baseball in je hand.

receptor Zij maken de impuls aan. 1 2 3

het

loopt

het

Schakelneuronen in het hersendeel voor

zorgen ervoor dat je de prikkel bewust kunt waarnemen.

128

THEMA 02

in de arm dat tot aan in de grijze stof van

geleiding

prikkel

hoofdstuk 2

in de hersenen in de (grote) hersenen

Gewilde beweging

OPDRACHT 18

Onderzoek het impulstraject voor het gewenst wegwerpen van de baseball. Bestudeer daarvoor de figuur en vul de tabel aan.

hersendeel voor gewilde beweging

schakelneuron in de hersenen

motorisch neuron

armspier

Afb. 73

Het impulstraject voor het bewust gooien van de bal wordt opgestart in het hersendeel voor

geleiding

Vanuit het hersendeel voor gewilde bewegingen geleiden twee typen neuronen de impuls na elkaar: •

• een

in de hersenen en het ruggenmerg

doorheen de arm tot aan de armspier

effector

reactie

Om te komen tot het opzettelijk werpen van de baseball wordt er een

impuls aangemaakt in het hersendeel voor gewilde bewegingen. De groep schakelneuronen die op deze plek van je hersenen zit, start daarmee de beweging op.

THEMA 02

hoofdstuk 2

129

Van daaruit loopt de impuls via schakelneuronen in je hersenen en ruggenmerg en een motorisch neuron in je arm tot aan je spieren.

Ook elke andere gewilde beweging volgt dat impulstraject. Je bent je bewust van die bewegingen omdat impulsen vanuit dat specifieke hersendeel vertrekken.

Ook het hersendeel voor gewilde bewegingen ligt in de grote hersenen. hersendeel voor gewilde beweging

hersendeel voor prikkelgewaarwording

Afb. 74 Het impulstraject voor een bewuste gewaarwording en gewilde beweging

Je bent je bewust van een prikkel wanneer de informatie over die prikkel in het hersendeel voor bewuste gewaarwording verzameld en verwerkt wordt.

Het impulstraject voor een bewuste gewaarwording verloopt als volgt: sensorisch neuron

receptor

schakelneuronen in ruggenmerg en

hersendeel voor bewuste gewaarwording

hersenen

Je voert een beweging bewust uit wanneer de impuls voor die beweging aangemaakt wordt en vertrekt in het hersendeel voor gewilde bewegingen.

Het impulstraject voor een gewilde beweging verloopt als volgt: hersendeel voor gewilde beweging neuron

effector

schakelneuronen

motorisch

Een gewilde beweging volgt vaak, maar niet noodzakelijk, op een

bewuste gewaarwording. ` 130

THEMA 02

hoofdstuk 2

Maak oefening 18, 19 en 20 op p. 173 t/m 175.

2.3 Hoe worden reflexen geregeld?

In het vorige thema leerde je dat de irissen van je ogen ervoor zorgen dat de

invallende lichthoeveelheid precies goed zit voor een optimale beeldvorming en dat ze je ogen beschermen tegen te grote lichtinval. Te plots en te intens

licht zou er immers voor kunnen zorgen dat de fotoreceptoren in het netvlies stuk gaan. Daarom vertonen je ogen een pupilreflex bij intense lichtinval. dus niet bij nadenken en de bescherming is ogenblikkelijk.

Zo’n onbewuste, snelle reactie noemt men een reflex. Maar hoe wordt zo’n

BEKIJK DE VIDEO

Snel en onbewust wordt daarbij de grootte van je pupil geregeld. Je moet er reflex precies geregeld?

OPDRACHT 19

Voer de opdracht uit en beantwoord de vraag.

Twee proefpersonen gaan voor de klas staan. Ze nemen achter elkaar plaats, de voorste wordt geblinddoekt. De achterste leerling geeft op het teken van de voorste leerling.

Wat stel je vast bij de geblinddoekte persoon?

de leerkracht met beide knieën tegelijk een zachte stoot in de knieholten van

Waarom denk je dat hij dit gedrag vertoont?

De geblinddoekte persoon bij het experiment vertoont een reflex, meer specifiek de strekreflex. Leg uit door aan te vullen.

Een reflex is een

van je lichaam op een prikkel.

Net zoals bij de pupilreflex voeren je beenspieren hier snel en automatisch

een reactie uit, de strekreflex. Die gebeurt zo snel dat je pas na het uitvoeren ervan je bewust wordt van wat er gebeurde.

Dat komt omdat het impulstraject van de reflex heel erg kort is, veel korter dan het impulstraject van de bewuste gewaarwording.

Door de stoot in de knieholte worden de bovenste dijspieren gerokken en

langer. Die prikkel wordt opgevangen door mechanoreceptoren. Zij sturen via

een sensorisch neuron een impuls naar je ruggenmerg. Die impuls wordt daar onmiddellijk overgedragen naar een motorisch neuron. Dat neuron loopt

naar je bovenste dijspieren, die als reactie samentrekken. Je been strekt zich.

THEMA 02

hoofdstuk 2

131

schakelneuron sensorisch neuron mechanoreceptoren

motorisch neuron

bovenste dijspier

onderste dijspier

Afb. 75 Impulstraject van een reflexboog

Het korte impulstraject volgt een reflexboog: dat is voor dit voorbeeld het eenvoudige en korte traject van één sensorisch neuron en één motorisch

neuron.

Omdat het traject tussen receptor en effector erg kort is, komt de impuls heel

snel aan bij de effector en gebeurt de reactie of bijsturing erg snel. Dat maakt een reflex zoals de strekreflex erg zinvol: het snelle strekken zorgt ervoor dat je niet helemaal door je knieën gaat en niet zal vallen en je verwonden. Omdat de hersenen, en dus ook het hersendeel voor bewuste

gewaarwording, niet in het impulstraject betrokken zijn, ben je je niet bewust van de reflex tijdens de uitvoering.

Toch zal er na de reflex ook een impuls bij het hersendeel voor bewuste gewaarwording aankomen; dat signaal komt echter veel later aan in de hersenen. Je zult je dus pas later bewust worden van wat er gebeurde.

OPDRACHT 20

Lees de tekst en beantwoord de vragen over de pupilreflex.

Je pupil wordt kleiner wanneer je licht in één oog schijnt.

Tegelijk verkleint ook de pupil van je niet-beschenen oog. De fotoreceptoren in het netvlies achteraan in je belichte oog zetten de plotse lichtprikkel om in een impuls, die door sensorische neuronen (via je oogzenuw) vanuit dat oog naar een verwerkingscentrum van je hersenen gaat. Vanuit schakelneuronen in dat verwerkingscentrum wordt automatisch een snelle impuls teruggestuurd naar de irisspieren van beide ogen via motorische neuronen. Beide pupillen worden daardoor nauwer. Op die manier worden je ogen beschermd tegen te veel licht.

132

THEMA 02

hoofdstuk 2

Naar welk hersendeel worden impulsen niet gestuurd als je weet dat je je niet bewust bent van de

Uit hoeveel verschillende typen neuronen bestaat die reflexboog? Welke?

Benoem de aangeduide cellen voor de reflexboog van de pupilreflex op de onderstaande tekening.

pupilreflex?

rechteroog

linkeroog

verwerkingscentrum hersenen

Afb. 76 Bovenaanzicht van het linker- en rechteroog en de hersenen

Wanneer een dokter met een lampje onderzoekt of je drugs gebruikt hebt, gaat hij na of de

schakelneuronen in het verwerkingscentrum van je hersenen goed werken. Welke reactie ziet de dokter wanneer je onder invloed bent van verdovende middelen?

Bij het voorbeeld van de pupilreflex zijn naast sensorische en motorische neuronen ook schakelneuronen opgenomen in het impulstraject. Die schakelneuronen beslissen of een aankomende impuls doorgegeven

moeten worden naar de effector. Ze zullen de impuls pas doorgeven bij een voldoende sterke impuls.

THEMA 02

hoofdstuk 2

133

Een reflex is een snelle en onbewuste reactie op een prikkel.

Een reflexboog is het regelsysteem dat een reflex coördineert. Het

impulstraject bestaat uit: een receptor, een sensorisch neuron, een motorisch neuron en de effector. Soms is ook een schakelneuron betrokken.

Bij een reflex is het impulstraject vaak heel kort. Daardoor kan de

effector snel reageren. Reflexen helpen daarbij gevaarlijke situaties te vermijden of je lichaam te beschermen. Omdat het hersendeel voor

bewuste gewaarwording niet betrokken is bij die regeling, verloopt de reflex onbewust en automatisch.

Soms wordt de informatie alsnog naar de hersenen gestuurd.

prikkel

receptor

impulsgeleiding

via sensorisch neuron

ruggenmerg

eventueel een schakelneuron

impulsgeleiding

via motorisch neuron

effector

reactie

Maak oefening 21, 22 en 23 op p. 176.

2.4 Hoe verwerkt het centrale zenuwstelsel de informatie van een prikkel?

Functionele zones

Je leerde al dat het hersendeel voor prikkelgewaarwording en het hersendeel voor gewilde bewegingen groepen neuronen zijn in de hersenen. Nog een andere groep hersencellen regelt dan weer de pupilreflex. Die groepen zenuwcellen hebben elk een verschillende functie.

Hersenwetenschappers ontdekten ook voor andere delen van de hersenen welke functie ze hebben.

De verschillende groepen neuronen in je hersenen regelen telkens andere processen. Het zijn functionele zones.

134

THEMA 02

hoofdstuk 2

WEETJE Op verschillende manieren

ontdekken wetenschappers de functie van diverse

hersengebieden. Dat kan

bijvoorbeeld door medische beeldvorming tijdens het

uitvoeren van een opdracht.

Een goedhorend proefpersoon wordt gevraagd actief naar muziek te luisteren tijdens het zoeken naar breinactiviteit in een MRI-/NMR-

scanner. Actieve neuronen zijn sterker doorbloed en geven daardoor

een groter contrast op het MRI-beeld. Zo kun je zien welke zones van de hersenen geactiveerd worden bij een bepaalde hersenactiviteit, zoals bij het

beluisteren van muziek. De functionele zone die

het muziek beluisteren reguleert, ligt in de grote hersenen, in de slaaplob.

ONTDEK FUNCTIONELE ZONES

Scan de QR-code en ontdek nog andere manieren om de functie van hersengebieden te ontdekken.

grote hersenen

voorhoofdslob

slaaplob hersenstam

Afb. 77 Ligging en zijaanzicht van de hersenen

wandlob

achterhoofdslob

kleine hersenen ruggenmerg

Het valt niet mee om met het blote oog duidelijk waarneembare delen van

de hersenen te herkennen. Ook binnenin is het moeilijk onderscheid maken tussen de inwendige delen, laat staan dat je individuele functionele zones zou kunnen onderscheiden.

De grote hersenen liggen bovenaan je hersenen. Het is het deel met de talloze groeven en windingen. Ze bestaan uit twee hemisferen of

hersenhelften. Elke hersenhelft is verdeeld in vier lobben: de frontale lob of voorhoofdslob, de wandlob met daaronder de slaaplob, en de achterhoofdslob.

THEMA 02

hoofdstuk 2

135

Verstopt onder de grote hersenen zitten de tussenhersenen. De

tussenhersenen bestaan onder andere uit de thalamus, de hypothalamus, en de hypofyse. Die drie hersendelen maken hormonen aan: regelende stofjes

die andere cellen in je lijf aan het werk zetten en getransporteerd worden via de bloedbaan.

hersenbalk

grote hersenen thalamus

tussenhersenen

hypothalamus

hypofyse

hersenstam

kleine hersenen

Afb. 78 Overlangse doorsnede van de hersenen

De hersenstam bevindt zich tussen de tussenhersenen en het ruggenmerg. De kleine hersenen ten slotte, liggen achteraan onder de grote hersenen. Ook die bestaan uit twee hemisferen.

In al deze hersendelen komen meerdere functionele zones voor. Je hersenen bestaan uit vier waarneembare hersendelen: de grote

hersenen, de tussenhersenen, de hersenstam en de kleine hersenen. Die bevatten elk diverse functionele zones. Een functionele zone is

een grote groep neuronen die een belangrijk verwerkingsproces van je lichaam reguleert.

Maak oefening 24 op p. 176.

OPDRACHT 21

Wil je meer weten over de functionele zones van de hersenen? Bekijk de ontdekplaat en maak de bijbehorende opdracht bij het onlinelesmateriaal.

BEKIJK DE ONTDEKPLAAT

136

THEMA 02

hoofdstuk 2

Informatieverwerking

Bij het voorbeeld van de baseballspeler leerde je dat sensorische neuronen informatie over de gevangen bal naar de functionele zone voor bewuste

gewaarwording van de hersenen geleiden. Je ontdekte ook dat motorische

neuronen vanuit de functionele zone voor gewilde bewegingen je armspieren aansturen om de bal weer weg te werpen. Tussen dat opvangen en

wegwerpen verwerken de hersenen van de baseballspeler bovendien heel wat informatie over de bal, de omgeving en het lichaam van de speler.

Wetenschappers kregen nog maar recent een beperkt inzicht in de manier

waarop onze hersenen impulsen verwerken. De wijze waarop binnenkomende informatie beoordeeld wordt en er daarna overgegaan wordt tot een

beslissing, om bepaalde effectoren aan te sturen, is bijzonder complex.

Je kunt de verwerkende neuronen in je hersenen het best vergelijken met een groep logische poorten in een elektronische schakeling. Die logische

schakelingen kunnen immers ook binnenkomende elektrische informatie ontvangen. Daarna verwerken ze die input, om daarna een zinvol signaal

en dus output te verzenden. Om dit beter te begrijpen wordt hieronder het voorbeeld van de zonwering uitgelegd.

Om de zonwering voor het keukenraam te activeren, moet er aan twee

voorwaarden voldaan worden: de zon moet schijnen en het moet in de

keuken warmer zijn dan 25 °C. Dankzij de zonwering warmt de keuken dan niet verder op. De eerste parameter wordt gemeten met een lichtsensor boven de zonwering; die sensor is verbonden met een schakelaar A. De

schakelaar A wordt actief (of sluit) als de sensor zonlicht detecteert. De

tweede parameter wordt gemeten met een temperatuursensor in de

keuken. Die is op zijn beurt verbonden met schakelaar B. Schakelaar B

wordt actief (of sluit) als de sensor een temperatuur boven de 25 °C meet. Zowel schakelaar A als B moeten dus gesloten worden zodat de zonwering geactiveerd wordt.

lichtsensor

temperatuursensor

zonwering

Afb. 79

Verder moet er ook stroom vloeien vanuit de stroombron naar de motor

van de zonwering (doorheen de schakelaars). Dat gebeurt wanneer beide sensoren tegelijk de schakelaars A en B activeren. Alleen onder die voorwaarde opent de zonwering.

THEMA 02

hoofdstuk 2

137

B AND zonwering

Afb. 80

In vele elektrische toestellen, zoals je computer en smartphone, vind je tal

van zulke verbonden schakelaars, maar dan microscopisch klein. Men noemt ze logische poorten. Op afbeelding 80 zie je een EN-poort. Die poort werkt

net zoals de groep van twee schakelaars bij de zonwering die we hierboven

bespraken. Ook hier bepaalt de input bij schakelaar A en B elke output die er volgt bij X (de zonwering). Al naargelang de combinatie van signalen die deze logische poort aangeboden krijgt aan zijn ingangen, gaat de uitgang al dan niet een signaal uitzenden. De poort beoordeelt en beslist. De input wordt verwerkt.

OPDRACHT 22

Vul de tabel voor de EN-poort aan als je weet dat het niet werken van de zonwering X door een 0 voorgesteld wordt.

138

THEMA 02

hoofdstuk 2

Ook je hersencellen werken als groepen schakelaars samen en verwerken

op die manier informatie. Veronderstel even dat neuron A en neuron B op

afbeelding 81 sensorische neuronen zijn die toekomen vanuit een thermoen een fotoreceptor in je hersenen. Wanneer het tegelijk voldoende warm

is en voldoende zonnig, zullen die beide neuronen samen schakelneuron X kunnen aanzetten om een signaal door te sturen naar je zweetklieren, om zo voor afkoeling te zorgen. De groep neuronen werkt dus samen als een EN-poort.

Omdat de hersenen de binnenkomende impulsen over prikkels beoordelen

en daarna beslissen hoe je lichaam zal reageren op die prikkels, noemt men de hersenen ook een verwerkingscentrum.

Het verwerken van informatie in je hersenen gebeurt op een vergelijkbare manier als voor een logische schakeling. Honderd miljard neuronen

communiceren er via nog veel meer verbindingen met elkaar. Net zoals de

componenten van een logische schakeling zijn ze met elkaar verbonden zoals

schakelaartjes. Men spreekt daarom van neurale netwerken.

Je hersenen zijn een verwerkingscentrum. Een verwerkingscentrum

beoordeelt informatie over een opgevangen prikkel en beslist welke reactie uitgevoerd zal worden.

In de hersenen wordt informatie verwerkt van groepen neuronen. Omdat

die verwerking complex is en veel neuronen tegelijk actief zijn, spreekt men van een neuraal netwerk.

WEETJE

Maak jezelf slimmer! Wanneer je vaak je leerstof herhaalt bij het studeren, zorg je voor stevigere communicatie tussen je neuronen en onthoud je leerstof makkelijker. Dat komt omdat

neuronen voortdurend nieuwe dendrieten aanmaken.

Die dendrieten groeien in je

hersenen alle kanten op. Wanneer

er daardoor plots een nieuwe plek

voor impulsoverdracht tussen twee neuronen gecreëerd wordt, zal

die communicatieplek tussen die

neuronen steviger gebouwd worden naarmate ze vaker gebruikt wordt. Vaker herhalen, betekent dus netwerken tussen neuronen verstevigen en dus ook beter onthouden.

THEMA 02

hoofdstuk 2

139

2.5 Hoe draagt het zenuwstelsel bij tot homeostase?

Het centraal zenuwstelsel in je lichaam beoordeelt en beslist welke reactie er volgt op een prikkel. De reactie is er steeds op gericht om je lichaam gepast te laten reageren, zodat het optimaal kan werken. Het regelsysteem dat

aan de basis van deze processen ligt, zorgt in je lichaam ook voor het min of meer constant houden van je lichaamstemperatuur. Het lichaam werkt

immers het best rond 37 °C. Verschillende onderdelen van je zenuwstelsel

regelen samen het behoud van die evenwichtswaarde. Zowel sensorische en

motorische neuronen uit het perifere zenuwstelsel, als schakelneuronen uit je centrale zenuwstelsel spelen daarbij een cruciale rol.

Op afbeelding 82 zie je dat een afkoeling of opwarming van je lichaam wordt geregistreerd door thermoreceptoren in je huid. Die receptoren brengen

informatie daarover via sensorische neuronen tot aan de hypothalamus in

je tussenhersenen. In de hypothalamus wordt de binnenkomende informatie beoordeeld. Bij een voldoende sterke temperatuursverandering beslist

de hypothalamus om nieuwe impulsen aan te maken en te versturen naar effectoren, via motorische neuronen, zodat je lichaamstemperatuur weer

bijgestuurd kan worden.

Bij koude resulteert de werking van spieren in het vernauwen van de

bloedvaten in de huid, in kippenvel en in bibberen waardoor je het weer

warmer krijgt. Bij te hoge temperaturen leidt de werking van spieren tot het wijder openen van bloedvaten in de huid en de werking van de klieren tot

zweten waardoor je lichaam weer afkoelt.

Als de temperatuur weer een gewenste evenwichtswaarde bereikt, zal de hypothalamus oordelen dat de temperatuur weer in orde is

en waakzaam blijven beoordelen zonder nog langer impulsen uit te

zenden. Het beoordelen en beslissen maakt van je hypothalamus een

functionele zone voor temperatuurregulatie en van je tussenhersenen een verwerkingscentrum. 41° C

40° C

sport

39° C

ontwaken

38° C 37° C 36° C 35° C 34° C

140

THEMA 02

hoofdstuk 2

Grafiek 3

12u

15u

18u

21u

Verwerkingscentrum De hypothalamus, een klein tussendeel van de hersenen, verwerkt de informatie van de thermoreceptoren en stuurt zenuwsignalen naar meerdere effectoren.

Effectoren

Thermoreceptoren zijn gespecialiseerde cellen die temperatuursveranderingen voelen.

Om gemakkelijk warmte af te geven gaan de haren op het lichaam plat liggen.

Sensor

Bloedvaten in de huid verwijden, zodat de warmte langs de huid naar de omgeving kan afgegeven worden.

Stijging van de lichaamstemperatuur.

Bij 37°C is de normale lichaamstemperatuur bereikt.

Daling van de lichaamstemperatuur.

Zweetklieren produceren meer zweet. Door verdamping daarvan koelt de huid af.

Dankzij al deze processen daalt de lichaamstemperatuur.

Dankzij al deze processen stijgt de lichaamstemperatuur.

Sensor

Thermoreceptoren zijn gespecialiseerde cellen die temperatuursveranderingen voelen.

Haren gaan rechtop staan, zodat er een isolerend laagje lucht rond de huid wordt vast gehouden.

Bloedvaten in de huid vernauwen, zodat er minder warmte via het huidoppervlak verloren gaat.

De spierbewegingen van het bibberen wekken warmte op.

Effectoren

De hypothalamus, een klein tussendeel van de hersenen, verwerkt de informatie van de thermoreceptoren en stuurt zenuwsignalen naar meerdere effectoren.

Verwerkingscentrum Afb. 82 Homeostase voor je lichaamstemperatuur

THEMA 02

hoofdstuk 2

141

Zoals je op de grafiek 3 kunt zien, schommelt de lichaamstemperatuur

gedurende een dag rond de 37 °C. De temperatuur kan wat hoger worden, bijvoorbeeld tijdens het sporten. ’s Nachts kan je lichaam wat afkoelen.

Het regelsysteem streeft er voortdurend naar om een waarde van 37 °C te benaderen, omdat je lichaamsprocessen bij die waarde optimaal kunnen plaatsvinden.

We spreken in dat geval van homeostase. Het regelsysteem krijgt hier de vorm van een cirkel: de reactie vormt een nieuwe prikkel, zodat er

voortdurend kan bijgestuurd worden. Homeostase betekent het zelfstandig stabiel houden van geschikte evenwichtswaarden voor inwendige

parameters, zoals bijvoorbeeld je lichaamstemperatuur, ondanks de

veranderende gebeurtenissen en processen rondom en in je lichaam. Regelsystemen zijn er niet enkel om je lichaamstemperatuur rond een gewenste evenwichtswaarde te houden. Tal van verschillende

variabelen of parameters in je lichaam schommelen voortdurend rond een evenwichtswaarde. Ook de zuurstofgashoeveelheid in het bloed, ademhalingsfrequentie, hartritme, bloedsuikerspiegel, vochtbalans, mineraalconcentraties, bloeddruk … zijn mogelijke parameters. geleiding

verwerkingscentrum

signalen

hypothalamus

receptoren

effectoren

thermoreceptoren

prikkels

signalen

reacties

37 °C lichaamstemperatuur

homeostase

< 37 °C

> 37 °C

• spieren bibberen +

• spiertjes huidhaar +

• spiertjes bloedvaten + + is activering

• spiertjes huidhaar -

• spiertjes bloedvaten • zweetkliertjes +

- is ontspanning

Afb. 83 Homeostase voor de lichaamstemperatuur

Het deel van je zenuwstelsel dat al die automatische processen regelt, noemt men het autonome zenuwstelsel. Het zorgt onbewust voor de homeostase van onder andere je lichaamstemperatuur.

Een ander deel van het zenuwstelsel helpt bij bewuste waarnemingen, de

bewuste verwerking van de bijbehorende informatie en het uitvoeren van je gewenste bewegingen. Dat deel wordt het somatische zenuwstelsel of animale zenuwstelsel genoemd. 142

THEMA 02

hoofdstuk 2

Homeostase is het stabiel houden van bepaalde parameters in het lichaam, ondanks de veranderende gebeurtenissen en processen

rondom en in het lichaam. Bij het zoeken naar stabiliteit schommelen die parameters rond een evenwichtswaarde.

Zowel het perifere als het centrale zenuwstelsel spelen een belangrijke rol bij de homeostase van tal van lichaamsparameters. Zo wordt het

behouden van je lichaamstemperatuur rond 37 °C gereguleerd door de hypothalamus.

Het autonome zenuwstelsel regelt automatische, onbewuste processen. Het somatisch zenuwstelsel regelt alle bewust gewenste bewegingen. Maak oefening 25 en 26 op p. 177 t/m 179.

THEMA 02

hoofdstuk 2

143

HOOFDSTUKSYNTHESE

Î Hoe regelt het zenuwstelsel de lichaamswerking? 2.1 Langs waar verplaatst een impuls zich door het lichaam? Op basis van de ligging, functie en aanwezige beschermende structuren kan het zenuwstelsel ingedeeld worden in het centraal zenuwstelsel en het perifeer zenuwstelsel.

onderdelen

•

(1)

•

functie

Perifeer zenuwstelsel

Centraal zenuwstelsel

(2)

Alle informatie van de receptoren wordt hier gecentraliseerd en

•

(3)

De bundels zenuwcellen of

van het perifeer

zenuwstelsel vormen de verbinding

tussen het centrale zenuwstelsel en de

buikzijde

ruggenmergvliezen

Soorten neuronen volgens richting van de impuls: •

• •

144

centrale zenuwstelsel. zenuwstelsel naar effectoren. binnen het centrale zenuwstelsel.

THEMA 02

synthese hoofdstuk 2

wervel

rugzijde

Neuronen

: geleiden impulsen van een receptor naar het : geleiden impulsen vanuit het centrale : geleiden impulsen tussen diverse neuronen

Zenuwen

Zenuwen zijn opgebouwd uit lange uitlopers van sensorische en motorische neuronen en met

. Dankzij zenuwen kunnen er gelijktijdig meerdere

tussen vele receptoren, verwerkingscentra en effectoren verstuurd worden. Je

leiden informatie naar en vanuit het

2.2 – 2.3 Hoe worden gewilde bewegingen en reflexen geregeld? Het impulstraject van een bewuste gewaarwording, gevolgd door een gewilde beweging en een reflex ziet er als volgt uit.

Bewuste gewaarwording en gewilde beweging

hersendeel voor gewilde beweging

schakelneuron sensorisch neuron mechanoreceptoren

motorisch neuron bovenste dijspier

hersendeel voor prikkelgewaarwording

Reflex

onderste dijspier

THEMA 02

synthese hoofdstuk 2

145

Bewuste gewaarwording

Reflex

en gewilde beweging Impulstraject

prikkel

receptor

impulsgeleiding

via sensorisch neuron

hersenen

via sensorisch neuron

eventueel een schakelneuron

ruggenmerg

impulsgeleiding

via motorisch neuron

functionele zone voor prikkelbesef in de hersenen

impulsgeleiding

effector

functionele zone voor gewilde beweging in de hersenen

reactie

impulsgeleiding

via motorisch neuron

effector

Verwerkingsplek

reactie

• Vaak zonder verwerking,

• Functionele zone voor

rechtstreekse impulsgeleiding naar

en functionele zone voor

in de grote hersenen

Automatisch / Bewust

de strekreflex

• Soms verwerking in de

van

het ruggenmerg of de hersenen, bv. bij de terugtrekreflex of pupilreflex

Automatisch / Bewust

gewaarwording vertrekt in een

zone voor bewuste gewaarwording in de

De impuls voor de bewuste

bv. bij

receptor en wordt via sensorische en

schakelneuronen naar een functionele zone in de hersenen geleid. De impuls

De schakelneuronen van de functionele zijn niet

betrokken bij het impulstraject.

voor de gewilde beweging vertrekt vanuit schakelneuronen van de functionele zone voor gewilde bewegingen in de .

Snelheid reactie

sneller / trager want kort / langer impulstraject

146

THEMA 02

synthese hoofdstuk 2

sneller / trager want kort / langer impulstraject

2.4 Hoe verwerkt het centraal zenuwstelsel de informatie van een prikkel? Je hersenen bestaan uit meerdere waarneembare hersendelen. De waarneembare delen bevatten elk diverse functionele zones. Een functionele zone is een grote groep

die een belangrijk

Een verwerkingscentrum beide processen

van je lichaam reguleert.

informatie over een door het lichaam opgevangen

welke reactie uitgevoerd zal worden. Vaak gebeuren

2.5 Hoe draagt het zenuwstelsel bij tot homeostase? Homeostase is het zelfstandig

houden van geschikte

voor inwendige parameters, ondanks de

en in het lichaam.

gebeurtenissen en processen rondom

Zowel het perifere als het centrale zenuwstelsel spelen een daarbij een belangrijke rol.

regelt automatische onbewuste processen.

Het

regelt alle bewust gewenste bewegingen.

Voorbeeld: lichaamstemperatuur

geleiding

verwerkingscentrum

signalen

hypothalamus

receptoren

prikkel

thermoreceptoren

signalen

effectoren reactie

37 °C lichaamstemperatuur

homeostase

• spieren bibberen +

• spiertjes huidhaar +

• spiertjes bloedvaten + + is activering

< 37 °C

> 37 °C

• spiertjes huidhaar -

• spiertjes bloedvaten • zweetkliertjes +

- is ontspanning

THEMA 02

synthese hoofdstuk 2

147

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis • Ik kan de onderdelen van het perifeer en centraal zenuwstelsel benoemen en aanduiden op een tekening.

• Ik kan de verschillende soorten neuronen benoemen en beschrijven. • Ik kan verduidelijken wat het verschil is tussen een zenuwcel en een zenuw.

• Ik kan de onderdelen van een zenuw benoemen en aanduiden op een tekening.

• Ik kan het impulstraject voor een gewilde beweging beschrijven.

• Ik kan omschrijven wat een reflex is en hoe het impulstraject verloopt. • Ik kan de onderdelen van een reflexboog op een tekening benoemen. • Ik kan voor een reflex en een gewilde beweging duiden wat de

overeenkomsten en verschillen in impulstraject, verwerkingsplek en bewustzijn zijn.

• Ik kan omschrijven wat een verwerkingscentrum doet. • Ik kan omschrijven wat een functionele zone is.

• Ik kan de belangrijkste waarneembare hersendelen benoemen en aanduiden op een tekening.

• Ik kan omschrijven wat een neuraal netwerk is.

• Ik kan het begrip homeostase omschrijven.

• Ik kan omschrijven hoe en door welke delen van het zenuwstelsel een gewenste lichaamstemperatuur in stand gehouden wordt.

2 Onderzoeksvaardigheden

• Ik kan aangereikte tekeningen, figuren en grafieken interpreteren en

daaruit logische gevolgen trekken.

• Ik kan gericht informatie uit een tekst halen. Je kunt deze checklist ook op

148

THEMA 02

checklist hoofdstuk 2

invullen bij je portfolio.

HOOFDSTUK 3

Î Hoe coördineert het zenuwstelsel de reacties op impulsen? Je kunt al:

LEERDOELEN

M uitleggen hoe het zenuwstelsel is opgebouwd en werkt;

M het onderscheid tussen de werking van een reflex en een gewilde beweging uitleggen;

M uitleggen dat het zenuwstelsel een reactie op prikkels coördineert.

Je leert nu:

te bereiken;

Sluit even je ogen, ontspan je en focus op wat er met je lichaam gebeurt. Je merkte ongetwijfeld op dat je met tussenpozen

M dat reacties erop gericht zijn om een gewenste toestand M hoe exocriene klieren zijn opgebouwd en werken;

M de verschillende soorten spieren onderscheiden op basis van bouw en aansturing;

M uitleggen hoe spieren werken.

inademt. Misschien bewoog je ook wel

even je vingers, of probeerde je met je

ogen te knipperen. Als het stil was, hoorde je misschien wel je eigen hart bonzen.

Actief of niet actief, je lichaam reageert voortdurend op prikkels.

3.1 Waar lopen de impulsen van het zenuwstelsel na de verwerking heen?

OPDRACHT 23

Een leerling krijgt een ui, een mes en een snijplank. Hij of zij snijdt de ui in kleine stukjes. 1

Beschrijf nauwkeurig welke reacties van het lichaam je kunt waarnemen bij je klasgenoot.

Welke organen van je het lichaam treden tijdens deze opdracht in werking?

THEMA 02

hoofdstuk 3

149

Tijdens de opdracht zag je dat zowel spieren als klieren in werking treden als reactie op prikkels.

• Je gebruikt verschillende spieren om snijbewegingen te maken en te

voorkomen dat je in je vingers snijdt. Zo helpen spieren om een gewenste actie uit te voeren en schade te vermijden.

• De klieren van je ogen produceren traanvocht om de stoffen van de ui die het hoornvlies prikkelen, te verdunnen en weg te spoelen. Klieren zorgen hier dat er geen schade aan de ogen ontstaat.

In het vorige hoofdstuk zag je al dat opgevangen prikkels worden verstuurd

naar het centraal zenuwstelsel. Daar wordt de informatie verwerkt en wordt bepaald welke acties nodig zijn om een gewenste toestand te bereiken.

Het centraal zenuwstelsel stuurt vervolgens elektrische signalen doorheen zenuwen naar verschillende spieren en/of klieren. Door de werking van

verschillende spieren en klieren te coördineren, probeert het lichaam de homeostase te bereiken.

Omdat spieren en klieren een reactie uitvoeren als antwoord op een

prikkel, noemen we ze de effectoren van het lichaam. De effectoren zijn verantwoordelijk voor de reactie op een prikkel

prikkel

receptor

signaal

geleider

zenuwstelsel

signaal

effector

reactie

OPDRACHT 24

Welke effectoren treden in werking bij de volgende prikkels? Prikkels

Je raakt een hete pan aan.

150

THEMA 02

hoofdstuk 3

Effectoren

Je krijgt fel licht in je ogen.

Je hoort het geluid van de microgolfoven.

Een kind ervaart een

sterke pijnprikkel.

Het centraal zenuwstelsel verwerkt prikkels. Die verwerking van prikkels is erop gericht om de werking van verschillende lichaamsdelen zo op

elkaar af te stemmen dat het lichaam een gewenste toestand bereikt. Dat gebeurt door impulsen via zenuwen te sturen naar de spieren en

de klieren, die de gevraagde reactie uitvoeren. Spieren en klieren zijn

daarom de effectoren van het lichaam. Zo ontstaat een beweging of een

klierafscheiding als antwoord op prikkels.

3.2 Hoe reageren klieren op impulsen van het zenuwstelsel?

Een klier is een orgaan dat bepaalde stoffen produceert. Veel klieren in

ons lichaam scheiden producten af aan het lichaamsoppervlak: ze komen

zo terecht in het uitwendig milieu. Denk bijvoorbeeld aan zweetklieren, die

zweet afscheiden op de huid. Dergelijke klieren noemen we exocriene klieren (‘exo’ betekent ‘buiten’).

THEMA 02

hoofdstuk 3

151

Werking van exocriene klieren

OPDRACHT 25

In de tabel zijn enkele exocriene klieren gegeven. Vul verder aan. 1

Noteer in de tweede kolom welk afscheidingsproduct de exocriene klier produceert.

Noteer in derde kolom wat de functie is van het afscheidingsproduct. Afscheidingsproduct

Functie

Exocriene klier

traanklier

spijsverteringsklier (zoals

speekselklier)

zweetklier

talgklieren

porie

talgklier

zweetklier Afb. 84 Talgklier en zweetklier in de huid

152

THEMA 02

hoofdstuk 3

Door het afscheiden van stoffen helpen exocriene klieren het lichaam

optimaal te functioneren. Zo helpen zweetklieren de lichaamstemperatuur op peil houden en zorgen talgklieren voor het glanzend en waterafstotend

houden van haren en huid. Het afscheidingsproduct of secreet wordt door

de klier gemaakt met bouwstoffen die door bloedvaten naar de klier worden gevoerd. Het afscheiden van een secreet noemt men de secretie.

De secretie van de meeste exocriene klieren wordt gecontroleerd door

zenuwen van het autonoom zenuwstelsel: je hebt er dus geen controle over.

OPDRACHT 26

Beantwoord de vragen. 1

Bekijk de afbeelding. Waarom zijn de klieren van het

mond

spijsverteringsstel ook exocriene klieren?

anus

Vanuit de eerste graad ken je de verteringssappen. Welke klieren van het spijsverteringsstelsel voegen een secreet toe aan de spijsverteringsbrok?

Secreet

Spijsverteringsklieren

Exocriene klieren scheiden een afscheidingsproduct of secreet af aan

het uitwendig milieu; we noemen dat secretie. De secretie van exocriene klieren wordt in de meeste gevallen geregeld door zenuwen van het autonoom zenuwstelsel. `

Maak oefening 27, 28 en 29 op p. 179.

WEETJE De termen excretie en secretie worden soms door elkaar gehaald.

• Bij secretie wordt door een klier een product uitgescheiden dat nog een functie voor het lichaam heeft. Zo scheiden speekselklieren afbraakstoffen af om voedsel te verteren.

• Excretie is het proces waarbij stoffen worden uitgescheiden die het lichaam niet meer nodig heeft. Voorbeelden van excretieorganen zijn de longen en de nieren.

THEMA 02

hoofdstuk 3

153

Bouw van exocriene klieren

De meeste exocriene klieren zoals traan-, speeksel-, alvlees-, melk- en zweetklieren bestaan uit een of meerdere klierblaasjes, die via een afvoergang met het uitwendig milieu in verbinding staan.

Elk klierblaasje is opgebouwd uit een of meerdere lagen kliercellen die de

secreten aanmaken. De bouwstoffen voor de secreten worden aangebracht door bloedvaten die rond de klier liggen. De kliercellen zijn ook omgeven

door samentrekbare cellen. Wanneer die cellen samentrekken, helpen ze de kliercellen om het secreet af te scheiden door ze door de afvoergangen te persen.

Bij grotere klieren, bijvoorbeeld de speekselklieren, komen de afvoergangen van de verschillende klierblaasjes samen in grotere kanalen of buizen. oorspeekselklier

mondslijmvlies

speeksel uit de afvoergang

slagader ader

afvoergang voor speeksel

slagadertje

adertje

kliercel

haarvaten

ondertongspeekselklier

onderkaakspeekselklier

klierblaasje (doorsnede)

klierblaasje (buitenaanzicht)

samentrekbare cellen

Afb. 85 Speekselklieren zijn exocriene klieren die opgebouwd zijn uit verschillende klierblaasjes, waarvan de afvoergangen samenkomen.

OPDRACHT 27

Bestudeer afbeelding 85 en beantwoord de vragen. Waarom bevindt zich rond een exocriene klier een spier (samentrekbare cellen)?

154

Wat is de functie van een zenuwvezel rond de klier?

Waarom bevinden zich een slagader en een ader rond de klier?

THEMA 02

hoofdstuk 3

zenuwvezel klierblaasje

Veel exocriene klieren, zoals melk-, zweet-, speeksel-, talg- en

traanklieren, bestaan uit één of meerdere klierblaasjes, die via een afvoergang in verbinding staan met het uitwendig milieu.

Elk klierblaasje bestaat uit een of meerdere lagen kliercellen die

secreten aanmaken uit bouwstoffen aangevoerd door bloedvaten. Samentrekbare cellen helpen de kliercellen om hun secreet af te scheiden.

Maak oefening 30, 31 en 32 op p. 180.

WEETJE

Je hoort weleens iemand zeggen dat iemand naar zweet stinkt. Maar zweet is eigenlijk geurloos. Sommige bacteriën die op de huid voorkomen, breken stoffen in het zweet af. Het zijn die afbraakstoffen die een onaangename geur hebben. Dat

heeft ook niets met een slechte hygiëne te maken: er leven bacteriën op ieders huid.

Die onaangename geur ontstaat bovendien alleen op

welbepaalde plaatsen, zoals de oksels en de schaamstreek.

Dat komt omdat er twee soorten zweetklieren zijn. In de oksels, schaamstreek en rond de anus zijn er

zweetklieren die de hele dag door een olieachtig secreet produceren, dat via haartjes naar de oppervlakte van de huid komt. De onaangename geur ontstaat door afbraak van dat zweet. Op de rest van het lichaam komt een ander soort zweetklieren voor, die een waterig secreet rechtstreeks op de huid uitscheiden. Dat

zweet dient vooral voor het regelen van de lichaamstemperatuur (afkoelen), behalve op de handpalmen en de

voetzolen, waar het voor een betere grip zorgt.

3.3 Hoe reageren spieren op impulsen van het zenuwstelsel?

Eerder in dit thema leerde je al dat het zenuwstelsel spieren kan aansturen om een gewenste toestand te bereiken, zoals het opspannen van bepaalde

spieren in je been omdat je door de benen zakt (strekreflex in beenspieren). Maar ook voor tal van andere acties maak je gebruik van spieren.

THEMA 02

hoofdstuk 3

155

OPDRACHT 28

Los de opdrachten op om iets meer over de functie van spieren te ontdekken. 1

Beantwoord de vragen in de eerste kolom.

Bij alle situaties worden spieren gebruikt. Duid in de laatste kolom aan of de nodige spieren gecontroleerd kunnen worden door de vrije wil of niet. Onder controle van de wil?

• Leg je hand met de palm op tafel. Welke vingers kun je optillen zonder dat de andere vingers van de tafel komen?

• Leg je handen op je slapen. Maak kauwende bewegingen met je onderkaak.

Wat voel je?

• Wat gebeurt er wanneer je het te koud hebt?

Je bloedvaten vernauwen door spiertjes in je huid en je huid wordt minder doorbloed en bleker.

Je bloedvaten worden breder door spierwerking, waardoor je huid meer

warmte afgeeft aan de omgeving.

• Hoe verandert de diameter van je pupil als je naar een felle lichtbron kijkt? • Wat gebeurt met je hartslag tijdens een inspanning?

nee

• Wat gebeurt er met de haren op je arm als je het koud krijgt?

Sommige spieren lijken uit zichzelf te werken, zoals de spieren rond de

spijsverteringsorganen en de spieren in de wanden van de bloedvaten en de luchtwegen. Die spieren kunnen we dus niet bewust aanspannen of

ontspannen. Ze worden gladde spieren genoemd en hun werking wordt geregeld door het autonoom zenuwstelsel.

Andere spieren kunnen we bewust aansturen om een gewenste handeling uit te voeren. Denk bijvoorbeeld aan het snijden van een ui, het grijpen van een voorwerp, het lichaam in een bepaalde positie brengen,

gezichtsuitdrukkingen en voortbeweging. Spieren die onder controle van de wil staan, zijn verbonden met het skelet. Ze worden daarom skeletspieren

genoemd. Skeletspieren overbruggen vaak één of meerdere gewrichten, en door de werking van de spieren zullen beenderen ten opzichte van elkaar worden bewogen. Skeletspieren worden aangestuurd door het somatisch zenuwstelsel. 156

THEMA 02

hoofdstuk 3

Zowel het somatisch zenuwstelsel als het autonoom zenuwstelsel worden

aangestuurd door het centraal zenuwstelsel en zorgen dus voor de reacties van de effectoren.

De hartspier is een buitenbeentje: ze heeft geen signaal van het zenuwstelsel nodig om samen te trekken. Die impuls ontstaat in het hart zelf. Bij een

inspanning verhoogt de hartslag en na een inspanning verlaagt ze terug. De snelheid van samentrekken (de hartfrequentie) wordt niet in het hart zelf geregeld, maar wordt beïnvloed door het autonoom zenuwstelsel.

Er zijn drie typen spieren:

• Skeletspieren staat onder controle van de wil en worden aangestuurd door het somatisch zenuwstelsel.

• Gladde spieren bevinden zich in de organen en hun werking kan niet

bewust gecontroleerd worden. Hun werking staat onder controle van het autonoom zenuwstelsel.

• De hartspier is een speciale spier die uit zichzelf samentrekt, maar het ritme van samentrekkingen kan beïnvloed worden door het

WEETJE

autonoom zenuwstelsel.

Tijdens elke hartslag trekken hartspiercellen bijna tegelijkertijd

samen om zo het bloed in de aorta en de longslagader te stuwen.

Soms loopt het fout: de hartspiercellen trekken niet langer

synchroon maar eerder chaotisch samen: het hart fibrilleert.

Daardoor kan het hart bijna geen bloed meer in de slagaders pompen.

BEKIJK DE VIDEO

Met een defibrillator dient men een elektrische schok toe. Daardoor trekken

alle hartspiercellen samen en zo hoopt men het hart even te ‘resetten’ om de hartspiercellen terug synchroon aan het werk te krijgen.

Snel optreden is de boodschap: op veel plaatsen hangen daarom inmiddels AED-apparaten (AED staat voor

Automatische Externe Defibrillatoren) die stap voor stap instructies geven, zodat iedereen ze kan gebruiken.

Macroscopische bouw van skeletspieren

Als je een horizontaal doorgesneden stuk ham bestudeert, kun je meerdere spieren onderscheiden doordat rondom elke spier een stevig wit vlies

loopt, de spierschede. Ze bestaat uit bindweefsel, dat alle delen van de

spier samenhoudt en zorgt dat bij beweging de spieren over elkaar kunnen schuiven zonder te beschadigen.

Elke spier is opgebouwd uit vele spierbundels die ook door bindweefsel zijn omgeven, de bundelschede. Elke spierbundel bestaat uit talrijke evenwijdig aan elkaar lopende spiervezels die met het blote oog niet zichtbaar zijn.

THEMA 02

hoofdstuk 3

157

onderhuids vet spierschede spier

bundelschede

Elke spiervezel is omgeven door een zeer elastisch bindweefsel dat de

spiervezels bijeenhoudt. Doorheen dat bindweefsel lopen haarvaten die

voedingsstoffen en zuurstofgas aanbrengen en zenuwen die de werking van de spiervezels aansturen.

De verschillende soorten bindweefsel verenigen zich buiten de spier tot

een pees. Pezen lopen vaak over gewrichten en hechten de spierbuik, die is

opgebouwd uit spierweefsel, vast aan een bot.

bundelschede

spierschede

spierbuik

biceps

spierbundel met bundelschede

pees

bloedvat

triceps

spiervezel

Afb. 86 Van spier naar spiervezel

Elke spiervezel wordt aangestuurd door een aftakking van het axon van

een motorisch neuron. Het eindknopje van het axon wordt de motorische eindplaat genoemd. Ter hoogte van die synaps wordt de impuls van de

zenuwcel omgezet in een signaal dat de spiervezel aanstuurt. Alle spiervezels die onder controle staan van één motorisch neuron, zullen dus tegelijkertijd aangestuurd worden; ze ontvangen tegelijk een impuls en trekken tegelijk samen. Daarom worden ze een motorische eenheid genoemd. motorische eindplaat axon

dwarsgestreepte spiervezel

158

THEMA 02

hoofdstuk 3

Afb. 87 Alle spiervezels die impulsen ontvangen van eenzelfde neuron vormen een motorische eenheid.

Een spier is omgeven door een spierschede en bevat meerdere

spierbundels, die elk omgeven zijn door een bundelschede. Elke

spierbundel is opgebouwd uit vele spiervezels, waartussen bindweefsel ligt. Het bindweefsel verenigt zich buiten de spierbuik tot een pees, waarmee de spier aan een bot is vastgehecht.

Doorheen het bindweefsel lopen bloedvaten, die voedingsstoffen en

zuurstofgas tot bij de spiervezels brengen en uitlopers van zenuwen, die de spiervezels aansturen.

Motorische axonen lopen ook door het bindweefsel. Ze vertakken zich en zijn verbonden met meerdere spiervezels. Al die spiervezels zullen tegelijk samentrekken, ze vormen een motorische eenheid. De plaats waar de zenuw op de spier aansluit, is de motorische eindplaat. `

Microscopische bouw van skeletspieren, gladde spieren en hartspier

Maak oefening 33, 34 en 35 op p. 180 en 181.

Door de verschillende manier van aansturing worden skeletspieren, gladde

spieren en hartspieren op een verschillende manier gebruikt. Of er ook een verschil is in de cellulaire bouw van de weefsels, kan onderzocht worden

OPDRACHT 29

door de weefsels te bestuderen onder een microscoop.

Hoe zijn de verschillende types spierweefsel microscopisch opgebouwd? Kruis aan. Vorm van cel/ spierweefsel

Dwarsgestreept?

Aantal kernen

skeletspier (mens)

cilindrisch

spoelvormig kort, vertakt

één

nee

meerdere

gladde spier (hond) cilindrisch

spoelvormig kort, vertakt

nee

meerdere

hartspier (konijn) cilindrisch

spoelvormig kort, vertakt

nee

meerdere

THEMA 02

hoofdstuk 3

159

Skeletspieren zijn opgebouwd uit eenheden die we spiervezels noemen.

Het zijn grote cilindrische structuren die ontstaan door samensmelting van meerdere cellen en daardoor meerdere kernen bevatten.

In elke spiervezel liggen een groot aantal eiwitvezels, de spierfibril, in

lengterichting naast elkaar. Elke spierfibril is zelf opgebouwd uit een groot aantal samentrekbare eenheden of sarcomeren, waarin dikke en dunne

eiwitdraden op een zeer regelmatige manier gerangschikt zijn. Het is die

regelmatige rangschikking die een dwarsgestreept patroon van donkere en lichte banden veroorzaakt.

3D spierschede

bundelschede

spiervezel

kern

spierbuik

bloedvat

pees

spiervezel

spierbundel met bundelschede

spierfibril

lichte band

donkere band

lichte band

Afb. 88 Een spiervezel is opgebouwd uit spierfibrillen. Elke spierfibril is een aaneenschakeling van een groot aantal sarcomeren. De regelmatige ordening van de eiwitdraden in een sarcomeer veroorzaakt een patroon van dwarse streping.

Gladde spieren zijn opgebouwd uit spoelvormige cellen die elk één kern

bevatten. Ze vertonen geen dwarse streping omdat hun eiwitdraden niet sterk geordend zijn.

Cellen van de hartspier zijn kort en vertakt. Ze bevatten één centraal gelegen

celkern. Net zoals skeletspieren vertonen ze een duidelijke dwarse streping omdat de eiwitdraden sterk geordend zijn.

Een hart moet geen signaal van het zenuwstelsel ontvangen om samen te

trekken. Het signaal ontstaat in het hart zelf en moet van cel tot cel worden doorgegeven. Het is dus belangrijk dat hartspiercellen goed met elkaar

kunnen communiceren. Ze zijn daarom stevig met elkaar verbonden. Die verbinding tussen twee hartspiercellen is zichtbaar als een donkere lijn.

WEETJE

Spiervezels behoren tot de grotere ‘cellen’ van een menselijk lichaam. Ze zijn tot 0,1 mm dik en kunnen langer dan 10 cm worden. In de

kleermakersspier, die loopt van de bovenzijde van het bekken tot de

binnenkant van de knie, zijn sommige spiervezels 30 cm of langer.

160

THEMA 02

hoofdstuk 3

OPDRACHT 30

Bekijk de video en beantwoord de vragen. Het filmpje start met een herhaling van de macroscopische en microscopische bouw van een spier. Daarna wordt getoond hoe spieren samentrekken op (sub)microscopisch niveau. Wat gebeurt er in de spier als de spier samentrekt?

Hoe wordt een spiervezel korter?

BEKIJK DE VIDEO

Je zag al dat spieren (uitgezonderd de hartspier) aangestuurd worden door het zenuwstelsel. Als een elektrisch signaal spiervezels bereikt, schuiven

de eiwitdraden over elkaar. Zo worden de einden van alle sarcomeren in

spiervezel korter wordt. Door het korter worden van de spiervezels, spant een spier op.

BEKIJK DE VIDEO

de spierfibrillen van een spiervezel naar elkaar getrokken, waardoor de

spiervezel

spierfibril

spierfibril/ eiwitvezel

dikke eiwitdraad

sarcomeer in opgespannen spier

dunne eiwitdraad

sarcomeer in ontspannen spier

Afb. 89 Als een spiervezel een impuls ontvangt, worden de sarcomeren korter.

THEMA 02

hoofdstuk 3

161

Skeletspieren zijn opgebouwd uit lange, cilindervormige spiervezels, die meerdere kernen bevatten.

In spiervezels liggen talrijke eiwitvezels of spierfibrillen. Spierfibrillen

zijn opgebouwd uit een reeks samentrekbare eenheden of sarcomeren,

waarin eiwitdraden op regelmatige wijze geordend zijn. Die regelmatige ordening veroorzaakt de dwarse streping van de spiervezels.

Gladde spieren zijn opgebouwd uit spoelvormige cellen zonder dwarse streping. In elke cel ligt één centraal gelegen kern.

De hartspier is opgebouwd uit rechthoekige, vertakte cellen die een dwarse streping vertonen en één kern bevatten. Om vlot te kunnen samenwerken zijn de hartspiercellen stevig met elkaar verbonden.

Als er een impuls aankomt bij de skeletspier, schuiven de eiwitdraden in de sarcomeren over elkaar, waardoor de sarcomeren korter worden. De spier spant op.

spierbuik met pees aan bot

spierbundel met bundelschede spiervezels

spierfibrillen (= eiwitvezels) met sarcomeren

eiwitdraden

Maak oefening 36, 37, 38 en 39 op p. 181.

Antagonistische spierwerking

Je leerde al dat een skeletspier wordt aangestuurd door het zenuwstelsel.

Zodra impulsen aankomen in een skeletspier, trekken spierbundels in een

spier samen. Door het opspannen wordt de spier korter en dikker. Vermits

de uiteinden van skeletspieren aan beenderen verbonden zijn met pezen die over gewrichten heen lopen, zorgt het samentrekken van een spier voor de beweging van lichaamsdelen. Zo loopt de biceps over je ellebooggewricht

heen en kan je biceps je arm doen buigen. De biceps wordt daarbij dikker en korter en trekt de onderarm naar de bovenarm toe.

Omdat spieren enkel kunnen samentrekken als ze een impuls ontvangen, zijn voor tegengestelde bewegingen andere spieren nodig. Een spier kan dus niet uit zichzelf langer worden. Zo gebruiken we de triceps aan de achterzijde van

BEKIJK DE VIDEO

162

THEMA 02

hoofdstuk 3

de bovenarm om de arm weer te strekken.

Spieren die tegengestelde bewegingen mogelijk maken rond één gewricht, zoals de biceps en de triceps, noemen we antagonisten.

biceps

biceps spaakbeen triceps

triceps

spaakbeen

ellepijp

opperarmbeen

ellepijp Afb. 90 De spieren aan de voorzijde (biceps) en de achterzijde (triceps) van de bovenarm zijn antagonisten.

OPDRACHT 31

Gebruik de afbeelding om de vragen te beantwoorden. Bij het trappen van de bal maak je twee bewegingen na elkaar. Eerst trek je je onderbeen naar je bovenbeen toe en buig je je

kniegewricht. Daarna strek je je been weer en trap je tegen de bal. Welke spier doet je been buigen?

Welke spier doet je been strekken? Daartoe loopt er een spier

onderste dijspier (hamstrings)

kuitspier scheenbeenspier

over je kniegewricht heen.

bovenste dijspier (quadriceps)

Omdat de pezen van een skeletspier vaak over gewrichten lopen, zorgt het opspannen van een spier voor de beweging van een lichaamsdeel. Spieren kunnen enkel verkorten. Spieren die voor tegengestelde bewegingen zorgen zijn antagonisten. `

Maak oefening 40, 41 en 42 op p. 182.

THEMA 02

hoofdstuk 3

163

HOOFDSTUKSYNTHESE

Î Hoe coördineert het zenuwstelsel de reacties op impulsen? 3.1 Waar lopen de impulsen van het zenuwstelsel na de verwerking heen? Het centraal zenuwstelsel bepaalt het antwoord op informatie afkomstig van receptorcellen en stuurt Zij zijn de

bewogen om

aan.

van het lichaam. Zo worden producten afgescheiden en lichaamsdelen

van het lichaam te bereiken of te behouden.

3.2 Hoe reageren klieren op impulsen van het zenuwstelsel? Bouw exocriene klier

Werking exocriene klier

• Exocriene klieren zijn klieren die hun producten of afscheiden aan het .

• De meeste exocriene klieren kunnen na het

detecteren van een prikkel

secreet afscheiden. Dat komt omdat de

secretie in dat geval geregeld wordt door van het

• Door het afscheiden van

164

THEMA 02

synthese hoofdstuk 3

klieren het lichaam

zenuwstelsel. helpen exocriene .

3.3 Hoe reageren spieren op impulsen van het zenuwstelsel?

Skeletspieren Skeletspieren staan wel / niet onder controle van de wil

en worden aangestuurd door het

zenuwstelsel.

Bouw

Werking

Macroscopisch

• Door het gebruik van die spieren kunnen we lichaamsdelen

• Skeletspieren bestaan uit meerdere

• Skeletspieren overbruggen meestal

, die zijn

. Wanneer

opgebouwd uit lange, cilindervormige • Bindweefsel vormt de

skeletspieren samentrekken, bewegen ze

beenderen.

• Skeletspieren zijn opgebouwd uit

rond elke spierbundel en de

aan de buitenzijde van de spier. tot een

waarmee de spier aan het bot is vastgehecht.

spierschede

spierbundel met bundelschede

. Wanneer deze

samen.

• De sarcomeren

, trekken

door het over elkaar glijden van de

spierbuik

sarcomeren

• Het bindweefsel verenigt zich buiten de

pees

• Verschillende soorten spieren in een dierlijk

organisme maken bewegingen mogelijk die nodig zijn om te overleven. Zenuwimpulsen doen de

• Elke spiervezel ontvangt een aftakking van

een motorisch axon, dat eindigt op een

Alle spiervezels die samen aangestuurd worden door een motorisch axon, noemen we een

in de spiervezels

over elkaar schuiven waardoor de spier verkort en verdikt.

• Omdat spieren enkel verkorten na het ontvangen van impulsen, werken ze meestal in paren:

THEMA 02

synthese hoofdstuk 3

165

Microscopisch • De spiervezels bevatten meerdere kernen en zijn .

• De dwarse streping ontstaat door

, die geordend zijn in .

Gladde spieren Gladde spieren staan wel / niet onder controle van de wil

en worden aangestuurd door het

zenuwstelsel.

Hartspier

Een hartspier trekt uit zichzelf samen, maar de snelheid van samentrekken zenuwstelsel.

wordt beïnvloed door het

166

THEMA 02

hartspierweefsel

hartspiercel

microscopisch beeld van hartspierweefsel

skeletspierweefsel

skeletspiervezel

microscopisch beeld van skeletspierweefsel

glad spierweefsel

gladde spiercel

microscopisch beeld van glad spierweefsel

synthese hoofdstuk 3

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis • Ik kan enkele exocriene klieren opnoemen.

• Ik kan de bouw en de werking van een exocriene klier beschrijven. • Ik kan uitleggen dat kliersecreties reacties zijn op prikkels.

• Ik kan aantonen dat kliersecreties leiden tot het bereiken van een gewenste toestand van het lichaam.

• Ik kan de macroscopische en microscopische bouw van een skeletspier beschrijven.

• Ik kan het verschil in werking tussen skeletspieren, gladde spieren en

hartspier in verband brengen met de functies in het lichaam.

• Ik kan aantonen dat spierbewegingen een reactie zijn van een organisme op een prikkel om een gewenste toestand te bereiken.

• Ik kan de relatie tussen de verschillende soorten spieren en het zenuwstelsel bespreken.

• Ik kan verduidelijken wat bedoeld wordt met antagonistische spierwerking. • Ik kan vanuit de bouw van een weefsel, de werking van dat weefsel beschrijven (en omgekeerd).

2 Onderzoeksvaardigheden

• Ik kan een waarneming formuleren.

• Ik kan een waarneming interpreteren of verklaren. Je kunt deze checklist ook op

invullen bij je portfolio.

THEMA 02

checklist hoofdstuk 3

167

THEMASYNTHESE

geleider

• Bij het zenuwstelsel gebeurt de geleiding van het elektrisch signaal via zenuwcellen of neuronen.

• Een prikkel kan de membraaneigenschappen van een neuron doen veranderen, waardoor een actiepotentiaal ontstaat.

• De actiepotentiaal verplaatst zich over het axon, dat is de impulsgeleiding.

• Aan het uiteinde van het axon, via de synaps, wordt het elektrisch signaal overgedragen van de ene naar de andere cel. receptorcel

–– ++ ––

prikkel

impuls

+ – – +

1 impuls bij een prikkel zwakker dan prikkeldrempel 2 impuls bij een zwakke prikkel prikkeldrempel

Bewuste geleiding en verwerking • Bewust prikkelbesef in functionele zone;

bewuste gewaarwording

Onbewuste geleiding

baseball in de hand

• Gewilde beweging:

impuls vanuit functionele zone; gewenste

bewegingen (in de grote

Beoordelen

• Onbewuste vergelijking met

gewenste evenwichtswaarde,

baseball

• Vaak zonder

beoordelen of

beslissen en dus

zonder verwerkings-

bv. verhoging

lichaamstemperatuur

geregistreerd door de hypothalamus

Beslissen

• Onbewust impulsen

hersenen), bv. worp

Reflex

en verwerking

in de grote hersenen, bv.

3 impuls bij een sterke prikkel

centrum, bv. strekreflex

• Reflexboog: enkel impulsgeleiding doorheen

sensorische

aanmaken voor effectoren,

en motorische

bv. hypothalamus

neuronen

stuurt impulsen naar

zweetklieren bij te hoge

effector

reactie

• Skeletspier verbonden aan skeletdelen

lichaamstemperatuur

• Gladde spieren in wanden van organen

• De hartspier als een orgaan

• Vaak skeletspieren

op zichzelf

• Exocriene klieren die in contact staan met het uitwendig milieu, bv.

• De spier verkort en laat

skeletdelen ten opzichte van elkaar bewegen.

zweetklieren

• Door het samentrekken van de hartspier en de

gladde spieren werken

• Snelle, automatische

organen en wordt het bloed rondgestuurd.

• Exocriene klieren scheiden Doel

168

THEMA 02

een secreet af.

Het doel is een gewenste beweging of het bereiken van homeostase. themasynthese

reactie

BEKIJK DE KENNISCLIP

CHECK IT OUT

Bij het onderdeel CHECK IN waagde je je aan het wiel. Je leerde in dit thema heel wat over de regelsystemen in je lichaam die het uitvoeren van dat wiel mogelijk maken. 1

Voor je aan het wiel start, ga je bewust waarnemen en beoordelen waar je je handen zal plaatsen. Ook tijdens het uitvoeren komen er heel wat prikkels over je omgeving en je lijf toe in je verwerkingscentra. Waar gebeurt het verwerken van de informatie over die prikkels?

Nadat de binnenkomende prikkels beoordeeld en verwerkt werden, wordt

beslist naar welke spieren impulsen verzonden worden. Van waaruit worden je gewenste bewegingen aangestuurd?

Je gebruikte zowel je hartspier als je skeletspieren tijdens deze oefening. Verklaar.

Bij de uitvoering van het wiel zal automatisch ook je hartslag en je ademhalingsfrequentie toenemen. Welk deel

van je zenuwstelsel regelt dat?

Gladde spieren doen de bloedvaten bij je dunne darm vernauwen: ze zorgen ervoor dat je darmen minder

voedingstoffen en zuurstofgas krijgen. Welk voordeel heeft dat voor je skeletspieren?

Waarom moet je niet nadenken over de strekreflex van je bovenste dijbeenspieren wanneer je met gebogen knieën weer op de grond landt?

Met een bionische arm of been kun je het wiel perfect leren uitvoeren. Met welk type

zenuwen moet de elektrische bedrading van de motortjes dan operatief verbonden worden?

Het wiel uitvoeren is een gewilde beweging. Het impulstraject loopt via de grote hersenen. Daar

gebeurt het verwerken van de prikkels en het bepalen van een gepaste reactie. Via een schakelneuron in de functionele zone voor beweging wordt de impuls naar motorische neuronen gestuurd, die de

skeletspieren aansturen. Zij voeren de gewenste bewegingen uit. Niet alle reacties gebeuren bewust. Bij het wiel zijn ook reflexen betrokken, die worden automatisch uitgevoerd.

THEMA 02

check it out

169

AAN DE SLAG

Welke delen van een neuron vind je terug in (bijna) elke lichaamscel?

Iemand heeft een diepe snijwonde in het been. Daardoor is die persoon gevoelloos in zijn teen. Hoe kan dat verklaard worden?

Welk deel van een neuron is omgeven door myeline?

Vul de grafiek aan met de volgende begrippen aan:

spanning (mv)

depolarisatie – repolarisatie – actiepotentiaal – rustpotentiaal

20 10 0

–10

tijd (ms)

–20 –30

–40

–50 –60 –70

Als gevolg van een zeldzame ziekte raken dendrieten van neuronen langzaam beschadigd.

Wat is het gevolg daarvan voor het neuron?

170

Via welke uitlopers krijgt het neuron informatie in het cellichaam?

THEMA 02

aan de slag

Verbind de volgende gebeurtenissen met het juiste begrip. actiepotentiaal depolarisatie repolarisatie rustpotentiaal

De buitenzijde van het membraan is negatief

Verklaar waarom de rustpotentiaal essentieel is in de prikkelgeleiding.

ten opzichte van de binnenzijde.

De buitenzijde van het membraan is positief ten opzichte van de binnenzijde.

De binnenzijde van het membraan wordt

steeds minder positief ten opzichte van de binnenzijde.

De buitenzijde van het membraan wordt

steeds minder negatief ten opzichte van de

binnenzijde.

Kruis het juiste antwoord aan. Bij een actiepotentiaal …

wordt de binnenzijde van het membraan positiever dan de buitenzijde, doordat negatieve ionen naar

buiten stromen.

wordt de binnenzijde van het membraan positiever dan de buitenzijde, doordat positieve ionen naar binnen stromen.

wordt de binnenzijde van het membraan negatiever dan de buitenzijde, doordat negatieve ionen naar buiten stromen.

wordt de binnenzijde van het membraan negatiever dan de buitenzijde, doordat positieve ionen naar binnen stromen.

Welk verschil is er tussen een sterke en een zwakke prikkel bij de prikkelgeleiding van een neuron?

De meeste receptoren zijn gevoelig voor één bepaalde prikkel: de gepaste prikkel.

Hoe kan een sterke stimulering leiden tot een pijngewaarwording?

THEMA 02

aan de slag

171

Wat is een gevolg van het afbreken van de myelineschede?

Vul de tabel aan. In de eerste rij van de tabel zie je een omschrijving van ‘een konijn’. Maak nu zelf een definitie voor een prikkel, neuronen en een regelstysteem. Vul aan

Noteer het begrip

met ‘ is’

Geef een synoniem/groepsnaam of omschrijving

Een konijn

of ‘zijn’

Benoem kenmerken van het begrip

een knaagdier

dat lange oren, twee scherpe

voortanden, een zacht vel en een breed gezichtsveld heeft. die

kunnen transporteren tussen

Een prikkel

lichaamsdelen en bestaan uit

Een regelsysteem

dat ervoor zorgt dat een organisme

geleider en

omstandigheden gepast reageert.

een

Zet dan het nummer op de juiste plaats bij de figuur. Centraal zenuwstelsel

2 Perifeer zenuwstelsel

172

THEMA 02

aan de slag

een samenhangend geheel van ,

Noteer in de tabel de delen van het centraal en perifeer zenuwstelsel.

die je kunt waarnemen met een

bij

Voorafgaand aan een bevalling worden verdovende

stoffen tot bij het ruggenmergvlies gebracht (tussen de

huid

wervels door). De ruimte daar wordt ook de epidurale

ruimte genoemd (epi = op; dura = hard). Vandaaruit zoekt

ruggenwervel

het verdovende middel een weg naar de neuronen van het ruggenmerg. a

epidurale

In welk lichaamsdeel bevinden zich de pijnprikkels

ruimte

die gestopt worden door deze epidurale verdoving?

holle naald

bevalling die inspuiting al uit?

b Waarom voert men een tijdje voor de eigenlijke

Plaats in elke cirkel het juiste nummer. Kies uit: zenuwvezel (1), zenuwbundel (2), bindweefselschede (3),

zenuw (4), bloedvat (5).

Van welke type neuronen kunnen zich geen uitlopers in een zenuw bevinden? Kruis het juiste antwoord aan. uitlopers van motorische neuronen

uitlopers van schakelneuronen

uitlopers van sensorische neuronen uitlopers van efferente neuronen

Vul de volgende tabellen aan voor: a

het bewust gewaarworden van de bal aan de voet;

b het gewild wegtrappen van de voetbal.

THEMA 02

aan de slag

173

prikkel

geleiding

receptor Zij maken de impuls aan. 1

loopt

Schakelneuronen in het hersendeel voor

in het been dat tot aan het in de grijze stof van het in de hersenen

hersenen zorgen er voor dat je de prikkel

Het impulstraject voor het bewust trappen van de bal wordt opgestart

geleiding

Vanuit het hersendeel voor gewilde bewegingen geleiden twee typen neuronen de impuls na elkaar: •

• een

bovenste dijspieren

je bovenste dijspieren

reactie

174

kan waarnemen

in de (grote)

THEMA 02

aan de slag

in de hersenen en het ruggenmerg

doorheen het been tot aan de

Je grijpt naar je smartphone om te bellen. Waar in de hersenen vertrekt het traject van de impuls?

Als een kind een hete kookpot aanraakt, zal het zijn hand onmiddellijk terugtrekken. Vul de opeenvolgende stappen van de reflexboog bij die terugtrekreflex aan.

in de huid

neuron doorheen je arm in het ruggenmerg

neuron in het ruggenmerg

in de bovenarm (biceps)

samentrekking van de bovenarmspieren (biceps)

b Benoem de delen op de onderstaande figuur.

Geef met pijlen het traject van de impuls weer op de figuur

THEMA 02

aan de slag

175

Ambulanciers of artsen voeren de pupilreflextest regelmatig uit. Vul de zinnen aan. Na een val of verkeersongeval checken de ambulanciers of artsen of de , schakelneuronen en

de irisspieren nog goed aansturen, en dus of er mogelijk schade .

Ook bij druggebruik wordt deze test gedaan om de mate van vergiftiging van de

in de hersenen te kunnen inschatten. Het zijn immers deze

neuronen die de goede werking van een verwerkingscentrum in de hersenen regelen. Met de pupilreflextest kan dus ook overmatig druggebruik opgespoord worden.

Bij de strekreflex voor het dijbeen spelen de bovenste dijspieren een belangrijke rol.

Bevinden zich in de bovenste dijspieren receptoren of effectoren? alleen effectoren

alleen receptoren geen van beide

zowel receptoren als effectoren

Zet de stappen van de reflexboog van de kniepeesreflex in de correcte volgorde. Nummer ze van 1 tot 5. Impulsgeleiding in sensorisch neuron

De bovenste dijspieren trekken samen.

Mechanoreceptoren van de bovenste dijspieren vormen een impuls. Impulsgeleiding in motorisch neuron De bovenste dijspieren rekken

Vul op de figuur de hersenstructuren aan

met hun nummer uit de tabel. 1

kleine hersenen

grote hersenen

176

THEMA 02

hersenstam

aan de slag

Bestudeer de tekst en figuren en beantwoord de vragen. 14 000

Onderzoekers vergeleken de bloedstroom doorheen

tijdens inspanning

skeletspieren

de bloedvaten nabij enkele belangrijke organen van

in rust

12 000

een sporter. Dat deden ze voor een atleet in rust, maar ook voor diezelfde sporter tijdens een

vermoeiende oefening. In de grafiek kun je het

debiet in de bloedvaten aflezen per lichaamsdeel.

8 000

6 000

4 000

debiet (mL/min)

10 000

vasoconstrictie

huid

2 000 hart

darmen

Wetenschappers maten naast dat debiet ook de intensiteit van impulsgeleiding naar diezelfde

bloedvaten. Impulsen die via zenuwbanen naar de bloedvaten gaan, kunnen er immers voor zorgen

vasoconstrictie.

dat bloedvaten onbewust vernauwen door spierwerking van spiertjes rond die bloedvaatjes. Dat heet Welke eenheid lees je voor de grootheid debiet af op de grafiek?

b Leid vanuit die eenheden voor debiet af waarvoor debiet staat. Definieer.

Voor welke lichaamsdelen bestaat er de grootste toename aan debiet bij het sporten?

d Wat betekent dat voor de diameter van de bloedvaten bij die laatste organen tijdens het sporten? Voor welke organen bestaat er een afname aan debiet tijdens het sporten?

Wat betekent dat voor de bloedvaten bij die laatste organen?

Bekijk de figuur hiernaast. Langs welke perifere

ruggenmerg

rugzijde

zenuw loopt de impuls naar de darmen?

dunne darm

buikzijde

ruggenmergzenuw

THEMA 02

aan de slag

177

h Vul aan:

Je ademhalingsfrequentie en hartslag verhogen automatisch bij het sporten. Er wordt zuurstofgas (O2) opgenomen in je

en ook

getransporteerd naar je spieren door je verhoogde hartslag. Je zenuwstelsel

kan

sturen naar je verterings- en uitscheidingsorganen tijdens het sporten.

De spiertjes rond de bloedvaten van die organen gaan daardoor

. Dat heeft

een afremmende invloed op die organen. Ze gaan

zuurstofgas (O2) verbruiken. De moleculen O2 zijn op dat moment immers . De

blijft

vooral nodig voor de

actief worden en dus ook

daardoor ongewijzigd in je bloed.

Vul op basis van de informatie uit de figuren de figuur verder aan. Kies uit:

ademhalingsspieren – autonome zenuwstelsel – effectoren – hartspieren – receptoren – spiertjes darmen – 95-99 % zuurstofgassaturatie

geleiding

verwerkingscentra met o.a. de hersenstam

signalen

prikkel

chemoreceptoren

< 95 %

178

THEMA 02

aan de slag

homeostase

signalen

reactie

worden gestimuleerd:

Beoordeel de uitspraken aan de hand van de figuur.

Tip: onderzoek of een orgaan een stimulerende impuls (+) of een remmende impuls (-) ontvangt vanuit het

zenuwstelsel. In het rood vind je de perifere zenuwen die actief zijn tijdens het sporten. In het groen de actieve perifere zenuwen bij rust. hart en longen aangezet tot harder werken door

stimulerende impulsen vanuit je zenuwstelsel.

Bij het sporten worden je

verterings-organen afgeremd door impulsen vanuit je zenuwstelsel.

In rust worden je

verteringsorganen aangezet tot harder werken door je perifere

hersenstam

speekselklieren

wervelkolom met ruggenmerg

grensstreng

long hart

juist / onjuist

milt

lever

maag

bijnier nier

juist / onjuist

alvleesklier

dikke darm

dunne darm

urineblaas

tijdens inspanning (sympathisch zenuwstelsel) in rust (parasympathisch zenuwstelsel) stimulerende werking remmende werking

geslachtsorgaan

en je centrale zenuwstelsel.

oog

kleine hersenen

Bij het sporten worden je

grote hersenen

Talgklieren produceren talg. Talg is een vetachtige substantie dat de huid en haren glanzend en soepel houdt. Waarom

noemen we talgklieren exocriene klieren?

Welke organen zijn effectoren? Omcirkel ze allemaal.

nier — oog — tongspier — prostaatklier — grote hersenen — kuitspier Speekselklieren scheiden stoffen

af naar het uitwendige milieu, de

prikkel

mondholte. Daardoor verloopt de

receptor

opnemen.

geleider

stappen van het regelsysteem

effector

spijsvertering vlotter en kan het lichaam beter voedingsstoffen Vul de tabel aan. Benoem alle

die leiden tot de productie van speeksel.

reactie

THEMA 02

aan de slag

179

De bijnieren produceren adrenaline, die in het bloed terechtkomt. De nieren produceren urine, die verwijderd wordt uit het lichaam. Waarom zijn de bijnieren geen exocriene klieren?

Welke weg volgt het secreet in een exocriene klier?

klierblaasje

Wanneer wordt er secreet vrijgegeven in de afvoergang van de exocriene klier? Kruis het juiste antwoord aan. Als de kliercellen secreet beginnen te produceren.

Als de samentrekbare cellen spontaan beginnen samen te trekken.

Als de kleppen in de afvoergang openstaan zodat er secreet kan uitvloeien.

Als de zenuwvezels een impuls doorgeven aan de samentrekbare cellen.

Duid de volgende delen aan op de figuur: spierschede, bundelschede, spiervezels.

Skeletspieren hebben in doorsnede dezelfde opbouw. Met welk nummer zijn de delen op de figuur aangeduid?

Nummer

Naam

bundelschede

spiervezel pees

spierschede

180

THEMA 02

aan de slag

Rangschik van klein naar groot: spier, spiervezel, celkern, spierbundel. <

Vul onder elke kolomtitel in welke spieren dat kenmerk vertonen. Dwarse streping

Trekken samen

Kunnen

onder invloed

samentrekken

van autonoom

van somatisch

zenuwstelsel

Eén kern

Een jongen springt van een hoge muur. Tijdens de landing komt hij

gehurkt neer. Door bepaalde beenspieren voldoende op te spannen,

worden de hoge krachten opgevangen. De jongen herhaalt de sprong. Hij komt nu met zijn hielen hard tegen het zitbeen (of het zitvlak)

terecht. Welke spieren werden onvoldoende opgespannen tijdens

deze sprong?

HAM en RF HAM en TA

GMAX en VAS RF en GMAX

Een spiervel bestaat uit een aantal aan elkaar grenzende of naast elkaar gelegen sarcomeren. Als de spiervezel wordt uitgerekt dan:

worden de sarcomeren korter.

worden de sarcomeren langer.

blijven de sarcomeren even lang.

Het buigen van de arm wordt veroorzaakt door:

het korter worden van spiervezels in de spier aan de voorzijde van je bovenarm.

het korter worden van spiervezels in de spier aan de achterzijde van je bovenarm. het langer worden van spiervezels in de spier aan de voorzijde van je bovenarm.

het langer worden van spiervezels in de spier aan de achterzijde van je bovenarm.

THEMA 02

aan de slag

181

Waarom werken spieren in paren?

Welke bewering is correct? Als een spier een impuls ontvangt dan… zal ze langer worden.

kan ze langer worden of samentrekken.

zal ze samentrekken.

Toon met een voorbeeld aan hoe een gladde spier helpt aan de homeostase. Noteer alle stappen van het regelsysteem in de tabel

prikkel

receptor geleider

effector

reactie

182

THEMA 02

aan de slag

EEN LICHAAM IN BALANS DANKZIJ HET HORMONALE STELSEL

THEMA 03

184

VERKEN

185

CHECK IN

HOOFDSTUK 1: Hoe wordt het hormonale stelsel geactiveerd? 1.1 Welke prikkels activeren het hormonale stelsel?

A Hormoonproductie als gevolg van een bepaalde stof B Hormoonproductie als gevolg van een neurale prikkel

186 186 191

193

1.3 Welke receptoren vangen de prikkels op?

195

1.4 Hoe worden hormonen door het lichaam verspreid?

199

1.5 Welke effectoren kunnen reageren op de aanwezigheid van hormonen?

200

1.6 Welke eigenschappen hebben hormonen?

204

1.2 Hoe kunnen hormonen voor een goede lichaamswerking zorgen?

VA `

186

HOOFDSTUK 2: Hoe draagt het hormonale stelsel bij aan homeostase? 2.1 Hoe regelen verschillende hormonen samen de balans van het lichaam?

206 206

2.2 Hoe werkt het hormonale stelsel samen met het zenuwstelsel? 210 213

CHECKLIST

215

THEMASYNTHESE

PORTFOLIO

CHECK IT OUT

216

AAN DE SLAG

217

OEFEN OP DIDDIT

183

CHECK IN

Î Knalprestaties: jouw verdienste? Om aan hun conditie te werken, gaan sporters vaak op hoogtestage. Op

een hoogte boven 2 500 m is het gehalte aan zuurstofgas (O2) in de lucht

erg laag. Zuurstofgas is nodig voor de energievoorziening van het lichaam.

Om toch voldoende O2 te kunnen opnemen, regelen hormonen de aanmaak van extra rode bloedcellen, zodat er meer O2 kan worden gebonden.

Wanneer de sporters nadien in normale omstandigheden aan een wedstrijd deelnemen, hebben ze extra rode bloedcellen en kunnen ze ook extra

zuurstofgas opnemen. Dat leidt tot meer energie en dus betere prestaties. Wat is de prikkel voor het aanmaken van extra rode bloedcellen?

Welk systeem zorgt voor de aanmaak van rode bloedcellen?

Hormonen worden vaak misbruikt om prestaties in de topsport te bevorderen. Hoe heet dat misbruik?

Parket opent vooronderzoek naar dopinggebruik in Ronde van Frankrijk

Het parket heeft een vooronderzoek geopend tegen een ploeg die heeft deelgenomen aan de Ronde van Frankrijk. Mogelijk zijn er inbreuken op de dopingregels begaan. De procureur bevestigde dat ‘talrijke gezondheidsproducten zijn gevonden waaronder medicijnen (...) en vooral een werkwijze die als doping kan worden beschouwd’.

Bron: De Morgen, september 2020

Dopingschandaal: WADA sluit Rusland vier jaar uit van internationale sportevenementen

Rusland is vier jaar niet welkom op belangrijke internationale sportevenementen, waaronder de Olympische Spelen. Dat heeft het Wereldantidopingagentschap (WADA) bekendgemaakt, nadat recent duidelijk werd dat de Russen dopingdata hebben gemanipuleerd.

Bron: De Morgen, december 2019

Hoe brengen hormonen je tot betere sportprestaties na een hoogtestage?

Welk verband is er tussen doping en het hormonale stelsel?

Hoe gebeurt de verwerking in het hormonale stelsel wanneer er extra hormonen worden toegediend?

We zoeken het uit!

184

THEMA 03

check in

VERKEN

Î Hoe werkt het hormonale stelsel? OPDRACHT 1

Lees de tekst en beantwoord de vragen. Wanneer een baby voor de eerste keer bij de moeder wordt aangelegd, zal de pasgeborene een zuigreflex vertonen. Door te zuigen stimuleert het kind met de bovenlip de mechanoreceptoren van de tepelhof van de elektrische impulsen via sensorische neuronen naar de tussenhersenen van de moeder. Daardoor wordt in de hypothalamus oxytocine aangemaakt, dat vervolgens

moeder. Vanuit die receptoren aan de tepel vertrekken

in de bloedbaan gebracht wordt. Oxytocine wordt zo doorheen de bloedbaan verspreid. In de melkklieren van

de moeder veroorzaakt deze stof het samentrekken van de spiertjes rond de melkproducerende cellen. De melk wordt daardoor via afvoergangen naar buiten geknepen tot in het babymondje. Vul het schema aan.

prikkel

sensorische neuronen,

maar ook de stof oxytocine die vanuit de tussenhersenen in de

effector

bloedbaan gebracht wordt

Spiertjes rondom de melkproducerende cellen knijpen samen en brengen melk naar de baby.

Hoe gebeurt de activering van de effector in dit voorbeeld?

Langs welke weg gebeurt de geleiding van het signaal vanuit de tussenhersenen naar de effector?

Leg uit waarom het hormoon oxytocine ook een signaalstof genoemd kan worden.

THEMA 03

verken

185

HOOFDSTUK 1

Î Hoe wordt het hormonale stelsel geactiveerd? LEERDOELEN

M omschrijven wat een inwendige prikkel is;

Je kunt al:

M de rol van receptor, geleider en effector toelichten en voorbeelden geven;

M de rol van het hormonale stelsel als geleider herkennen; M verduidelijken dat het zenuwstelsel de reacties op veranderende omstandigheden kan coördineren.

Je leert nu:

M beschrijven hoe en door welke prikkels het hormonale stelsel wordt geactiveerd; beschrijven;

uitwendige als inwendige prikkels. Bij

inwendige prikkels kun je denken aan een

plotse verhoging van de hoeveelheid suiker in je bloed, nadat je iets zoets gegeten

hebt, aan pijnlijke maandstonden of aan

M de bouw en de werking van een endocriene klier

In thema 1 maakte je kennis met zowel

M belangrijke endocriene klieren en hun hormonen opsommen en hun functie toelichten;

M het mechanisme uitleggen waardoor een effector op een

hormoon kan reageren;

M de invloed van hormonen op een optimale

lichaamswerking verklaren met behulp van een voorbeeld.

het spontane gevoel van verliefdheid wanneer je die knappe jongen of dat

interessante meisje tegenkomt. Hoe dan

ook, in die drie gevallen zijn het hormonen die door je lichaam razen. Maar welke

prikkels zetten het hormonale stelsel in gang? Wat zijn hormonen precies? Waar komen ze vandaan? Hoe regelen ze de werking van je lichaam?

1.1 Welke prikkels activeren het hormonale stelsel?

prikkel

receptor

signaal

geleider

signaal

effector reactie 186

THEMA 03

hoofdstuk 1

Een regelsysteem wordt in werking gezet door een prikkel. Die verandering in je omgeving of je lichaam wordt opgemerkt door een gepaste receptor,

van waaruit een signaal verzonden wordt naar een effector. Daardoor kun je

reageren op de waargenomen verandering. Maar welke prikkels activeren het hormonale stelsel?

Hormoonproductie als gevolg van een bepaalde stof

Je hebt al geleerd dat voedingsstoffen na de vertering in het

spijsverteringsstelsel opgenomen worden in het bloed. Daardoor verhoogt het suikergehalte van het bloed, of de bloedsuikerspiegel.

OPDRACHT 2 ONDERZOEK

Hoe activeert een suikerrijke drank het hormonale stelsel? 1

Onderzoeksvraag Wat gebeurt er met het bloedsuikergehalte na het drinken van cola? TIP

Voedingsmiddelen worden afgebroken tot voedingsstoffen of

nutriënten. Cola bevat sacharose, ook gekend onder de naam

‘sucrose’. Die molecule wordt afgebroken tot twee kleinere

suikermoleculen, glucose en fructose. Die worden via de darmwand in de bloedbaan opgenomen en vervoerd naar de weefsels. 2

Hypothese Kruis een hypothese aan.

Na het drinken van cola zal het suikergehalte in het bloed stijgen.

Na het drinken van cola zal het suikergehalte in het bloed constant blijven.

cola

water zeep

handdoek

prikpen

Benodigdheden

glucose teststrip

bloedglucosemeter

Werkwijze

Meet eerst je normale bloedsuikergehalte aan de hand van de volgende stappen. 1

3 4

gemakkelijker uit je vingertop.

Droog je handen goed af met een handdoek. Doe de teststrip in de bloedmeter.

Kies je middelvinger of ringvinger en prik in de zijkant van de vingertop.

Strijk met duim en wijsvinger van je andere hand langs je vinger naar de top, zodat er een

Was je handen met zeep en warm water. Als je handen warm zijn, komt het bloed

druppel bloed naar buiten komt.

Houd de druppel op de juiste plek tegen de teststrip.

Na vijf seconden kun je op de bloedglucosemeter aflezen hoe hoog je bloedsuikergehalte is.

Meet vervolgens je bloedsuikergehalte na het drinken van een glas cola. 1

Drink het glas cola leeg.

Wacht 15 minuten.

2 3 5

Wacht 5 à 10 minuten.

Herhaal de vorige werkwijze om je bloedsuikergehalte te meten. Meet opnieuw je bloedsuikergehalte.

THEMA 03

hoofdstuk 1

187

Waarneming

Verwerking

Noteer de resultaten na de metingen in de tabel.

Waarde + eenheid (in mmol/L of mg/dL)

normaal bloedsuikergehalte (voorafgaand aan het drinken) (5 minuten na het drinken)

bloedsuikergehalte bij derde meting (15 minuten na het drinken) WEETJE

bloedsuikergehalte bij tweede meting

De eenheid mmol/L betekent ‘millimol per liter’. Het is een eenheid om aan te duiden hoeveel van

een stof er per liter in een vloeistof aanwezig is. 1 mmol glucose komt overeen met 180 mg. Je zult nog 7

Besluit

leren hoe je dat zelf kunt berekenen. De bloedglucosemeter geeft aan in welke eenheid hij meet.

Reflectie

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

A.1

Hormoonproductie bij een te hoge bloedsuikerspiegel

Glucose is de belangrijkste energieleverancier voor je lichaam. Vetten (en eiwitten) kunnen ook energie leveren, maar de hersenen doen uitsluitend

een beroep op glucose. Daarom is het erg belangrijk dat er altijd voldoende glucose in het bloed aanwezig is. Tegelijk is een teveel aan glucose ook

gevaarlijk. Het bloed wordt dan stroperig en bloedvaten kunnen verstoppen. Het kan ook leiden tot suikerziekte of diabetes, en zwaarlijvigheid of obesitas. 188

THEMA 03

hoofdstuk 1

Uit het bovenstaande onderzoek kun je afleiden dat de stijging van een

stofhoeveelheid in je bloed, hier de glucoseconcentratie, een inwendige prikkel vormt. Je lichaam reageert daarop door die hoeveelheid weer te verlagen.

Het is een van de taken van de alvleesklier of de pancreas om het suikerof glucosegehalte in het bloed binnen bepaalde grenzen te houden. Die

grenswaarden van glucose liggen tussen 70 en 140 mg/dL (4 en 8 mmol/L). Het suikergehalte in het bloed wordt dus voortdurend gemeten en bijgestuurd.

In de pancreas liggen bepaalde receptorcellen, de alfa- (α) en bètacellen (β), die de hoeveelheid glucose kunnen opmerken en meten. Die cellen liggen gegroepeerd in de eilandjes van Langerhans.

Stijgt je bloedsuikerspiegel na een maaltijd of een blikje frisdrank boven

de grenswaarde, dan merken de β-cellen dat op en produceren ze kleine hoeveelheden van het hormoon insuline.

Zoals je weet uit de inleiding en thema 1, is een hormoon een signaalstof die

na transport doorheen de bloedbaan een effector aan het werk kan zetten. In dit voorbeeld wordt het hormoon insuline aan het bloed afgegeven en zorgt het ervoor dat alle lichaamscellen glucose uit het bloed kunnen opnemen,

waardoor het glucosegehalte van het bloed daalt. Die lichaamscellen zijn dus

de effectoren: het zijn de cellen die reageren op het hormoon.

eilandjes van Langerhans

Bètacellen geven insuline af aan het bloed.

insuline glucosemolecule

rode bloedcel bloedvat

Insuline stimuleert lichaamscellen, zoals spieren, om glucose op te nemen.

skeletspier

Afb. 91 Het hormoon insuline zorgt voor een verlaging van de bloedsuikerspiegel.

THEMA 03

hoofdstuk 1

189

A.2

Hormoonproductie bij een te lage bloedsuikerspiegel

Maar wat als je bijvoorbeeld na een langdurige sportinspanning of door lange tijd niet te eten, te weinig glucose in je bloed hebt? De bloedsuikerspiegel komt daardoor tijdelijk onder de grenswaarde te liggen.

In dat geval zullen α-cellen uit de eilandjes van Langerhans antwoorden op die prikkel. De receptorcellen produceren dan het hormoon glucagon. Dat

hormoon wordt door de bloedbaan tot bij specifieke effectorcellen gebracht, de levercellen. Glucagon stimuleert de levercellen om glucose af te geven

aan het bloed, met als gevolg dat de glucoseconcentratie in het bloed stijgt. Naarmate het glucosegehalte in het bloed dichter bij de grenswaarde komt, alvleesklier

glucagon

neemt de glucagonproductie weer af.

lever

glucosemolecule

bloedvat

Afb. 92 Het hormoon glucagon zorgt voor een verhoging van de bloedsuikerspiegel.

WEETJE

Diabetes type 1

Deze vorm van suikerziekte begint meestal op jonge leeftijd. De aanleiding is de afbraak van de insulineproducerende β-cellen door ons eigen afweersysteem. Omdat er daardoor bijna geen insuline meer wordt aangemaakt, wordt het insulineafhankelijke diabetes genoemd. Patiënten die aan deze vorm van

suikerziekte lijden, moeten een glucosearm dieet volgen. Daarnaast moeten ze na elke maaltijd insuline toedienen om de gestegen bloedsuikerspiegel weer te kunnen normaliseren. Dat kan met een insulinepen. Wil je weten hoe zo’n insulinepen werkt? Scan dan de QR-code. Diabetes type 2

Deze vorm van diabetes ontstaat meestal pas na het veertigste levensjaar. Mensen

met diabetes type 2 produceren wel nog insuline, maar de effectorcellen reageren er

onvoldoende op. Men spreekt van insulineonafhankelijke diabetes. Dat type suikerziekte is de laatste decennia onrustwekkend toegenomen en komt op steeds jongere leeftijd voor.

Het heeft vooral te maken met verkeerde voedingsgewoonten en een verkeerde levensstijl. Te veel suiker en dierlijk vet eten en te weinig bewegen, hebben zwaarlijvigheid tot gevolg.

Zwaarlijvigheid bevordert de ongevoeligheid van effectorcellen voor insuline. Men schat het aantal suikerzieken met diabetes type 2 op zo’n half miljoen in ons land. 190

THEMA 03

hoofdstuk 1

VIDEO INSULINEPEN

Hormoonproductie als gevolg van een neurale prikkel

Niet alle hormoonproducerende klieren worden geprikkeld door de

concentratieveranderingen van bepaalde stoffen. Er zijn ook groepen

kliercellen die hormonen produceren als antwoord op een neurale prikkel.

We bestuderen hoe die inwendige prikkel tot hormoonproductie kan leiden OPDRACHT 3

Lees de tekst en beantwoord de vragen.

aan de hand een stressvolle situatie.

In China werd in 2020 de langste glazen brug ter wereld

geopend. De brug is maar liefst 526 m lang, 8,8 m breed en 201 m hoog. Niet verwonderlijk dat heel wat mensen

hoogtevrees hebben als ze over de brug lopen. Maar hoe ontstaat dat angstgevoel precies?

De grote hoogte wordt gezien met de ogen. Fotoreceptoren geven via de oogzenuw een impuls door naar de hersenen.

De hersenen interpreteren dat als gevaarlijk en die emotie activeert een nieuwe impuls. Die impuls wordt door neuronen

naar receptorcellen in de bijnieren geleid en zet de cellen aan om het hormoon adrenaline vrij te maken. Bijnieren zijn klieren die op de nieren liggen.

Al in heel kleine hoeveelheden stimuleert adrenaline reacties van het lichaam die de overlevingskans moeten verhogen. Het hormoon kan meerdere reacties veroorzaken, zoals een verhoogde bloeddruk en hartslagfrequentie, een snellere ademhaling en zweten.

Bron: www.nieuwsblad.be

grensstrengganglion

bijnier ruggenmergzenuw nier ruggenmerg

Afb. 93 De geleiding van een impuls vanuit de hersenen naar de bijnieren

Welke symptomen vertonen de mensen met hoogtevrees bij het oversteken van deze brug?

THEMA 03

hoofdstuk 1

191

Welk van de volgende impulstrajecten wordt gevolgd voor er adrenaline wordt aangemaakt? motorisch neuron → kliercellen in de bijnier → schakelcellen in de hersenen motorisch neuron → schakelcellen in de hersenen → kliercellen in de bijnier

schakelcellen in de hersenen → motorisch neuron → kliercellen in de bijnier

Welk groot voordeel biedt het neuron tussen de hersenen en de bijnier (in vergelijking met het aansturen van de bijnier met een hormoon doorheen de bloedbaan)?

schakelcellen in de hersenen → kliercellen in de bijnier → motorisch neuron

Tijdens een stressvolle situatie maakt het lichaam adrenaline aan. Dat

hormoon beïnvloedt verschillende effectoren. Adrenaline zorgt ervoor dat je

hart sneller gaat slaan en je ademhalingsritme toeneemt, het glucosegehalte in je bloed toeneemt, de bloedtoevoer naar je hart, spieren en hersenen

verbetert.

Door die reacties kun je meer zuurstofgas en meer voedingsstoffen naar

diverse andere lichaamsdelen brengen. Adrenaline zorgt er dus voor dat je meer energie krijgt en je reactievermogen verbetert. Je bent klaar om de stressvolle situatie aan te pakken: vechten of vluchten.

Omdat die eerste impuls via een zenuw vanuit je hersenen verstuurd wordt,

kun je bovendien sneller in actie komen. De signaaloverdracht via zenuwen verloopt immers veel sneller dan signaaloverdracht via hormonen in de

bloedbaan. Als vuistregel mag je stellen dat een impuls via een neuron zich

tegen ongeveer 60 m/s verplaatst en een hormoon maximaal tegen 0,5 m/s doorheen je bloedbaan gaat.

Neurale prikkels kunnen een hormoonproducerende klier dus activeren,

waardoor je reactie sneller optreedt.

Meerdere inwendige prikkels leiden tot de productie van hormonen: • een veranderende hoeveelheid van een bepaalde stof, • een neurale prikkel.

Al die prikkels signaleren veranderingen in het lichaam die de werking van het lichaam kunnen verstoren.

Door neurale prikkeling van een hormoonklier gebeurt de signaaloverdracht sneller. `

192

THEMA 03

hoofdstuk 1

Maak oefening 1 en 2 op p. 217.

1.2 Hoe kunnen hormonen voor een goede lichaamswerking zorgen?

Zoals je al leerde, beïnvloeden insuline en glucagon de bloedsuikerspiegel op een verschillende manier. Ze zijn er echter beide op gericht een

afwijkende bloedsuikerspiegel weer naar de gewenste waarden te brengen. Daartoe spreken ze verschillende effectoren aan.

OPDRACHT 4

Vul op de volgende bladzijde, op basis van de aangeboden schematische voorstellingen, het regelsysteem voor het realiseren van een gewenste bloedsuikerspiegel aan. Beantwoord daarna de vraag.

prikkel verhoging van de glucoseconcentratie in het bloed

prikkel

verlaging van de glucoseconcentratie in het bloed

receptor

α-cellen in de alvleesklier

geleider

insuline

glucagon

effector

alle lichaamscellen

levercellen

receptor

β-cellen in de alvleesklier

reactie afgave van glucose aan het bloed

reactie

opname van glucose uit het bloed

THEMA 03

hoofdstuk 1

193

hormoon glucagon

bloedsuikerspiegel tussen 70 en 140 mg/dL

hormoon insuline

Afb. 94 Regelsysteem voor de homeostase van de bloedsuikerspiegel

Leg uit hoe beide groepen kliercellen en hun hormonen voor homeostase kunnen zorgen.

De α- en β-cellen van de alvleesklier, hun hormonen glucagon en insuline,

en de effectorcellen zorgen er samen voor dat de bloedsuikerspiegel binnen grenswaarden gehouden wordt. Hormonen worden dus geproduceerd om een verstoring bij te sturen en de normale situatie te herstellen. Op die

manier wordt de bloedsuikerspiegel in evenwicht gehouden en regelt je lichaam dus de homeostase.

194

THEMA 03

hoofdstuk 1

Hormonen zijn erop gericht effectoren aan het werk te zetten als reactie op een verstorende prikkel en zo de homeostase te herstellen.

Een hormoon vormt daarmee een schakel tussen receptor en effector om tot reactie te komen: het is een geleider in een regelsysteem. `

Maak oefening 3 op p. 217.

1.3 Welke receptoren vangen de prikkels op?

De receptorcellen van het hormonale stelsel zijn kliercellen. Bij het

opmerken van een prikkel scheiden ze stoffen af met een regelende werking, de hormonen.

Die kliercellen vormen deze hormonen met bouwstoffen die uit het bloed worden gehaald. Dat is mogelijk dankzij het nauwe contact tussen de omgevende haarvaten en de kliercellen.

Een product, hier een hormoon, dat in de kliercellen wordt gevormd, noemt

men ook wel een secreet. De uitscheiding van die door de klier aangemaakte stof heet secretie.

Vaak komen de kliercellen in groepjes voor. Zoals je weet, vormen ze dan een klier. Klieren die hormonen afscheiden hebben geen afvoerkanalen naar een uitwendig oppervlak, maar brengen de gemaakte hormonen rechtstreeks in

de bloedbaan. De stoffen worden dus afgescheiden in het inwendig milieu. Om die reden worden die klieren endocriene klieren genoemd. ‘Endo-’ betekent ‘naar binnen’. Het zijn dus klieren voor inwendige secretie.

kliercel

hormoon haarvat

afscheiding van hormoon

Afb. 95 Bouw van een endocriene klier

In ons lichaam tref je tal van endocriene klieren aan. Zij vangen allemaal

een andere inwendige prikkel op. De kliercellen fungeren als receptorcel en produceren hormonen.

THEMA 03

hoofdstuk 1

195

OPDRACHT 5

Verken de ontdekplaat. Ontdek de belangrijkste endocriene klieren en hun hormonen met beoogde effector, en leer hoe ze bijdragen aan een goede lichaamswerking. ONTDEKPLAAT HORMONEN

OPDRACHT 6

Zoek op het internet waar in je lichaam welke endocriene klier voorkomt. Vul het overeenkomstige nummer in op de juiste plaats op de tekening. -

(1) α- en β-cellen van de

(3) teelballen

196

THEMA 03

hoofdstuk 1

alvleesklier (2) eierstok

(4) schildklier (5) bijnier

(6) hypofyse (7) thymus

(8) hypothalamus (9) nier

(10) bijschildklieren

OPDRACHT 7

EXOCRIENE / ENDOCRIENE klier

bouw

• klierblaasje: aanwezig / afwezig • afvoerbuis: aanwezig / afwezig

• omgevende haarvaten: aanwezig / afwezig

• secretie:

Welke verschillen zijn er tussen exocriene en endocriene klieren? Schrap wat niet past.

functie

• rol in het regelsysteem: receptor/effector

• afvoerbuis: aanwezig / afwezig

• omgevende haarvaten: aanwezig / afwezig • secretie:

in het uitwendig milieu / in de bloedbaan

• klierblaasje: aanwezig / afwezig

functie

• rol in het regelsysteem:

• produceert een stof die:

als geleider optreedt / een reactie voltrekt

receptor/effector

• produceert een stof die:

• afscheidingsproduct is:

een hormoon / geen hormoon

• afscheidingsproduct is:

een hormoon / geen hormoon

voorbeelden

traanklier, speekselklier, schildklier, thymus

voorbeelden

In het menselijk lichaam tref je verschillende endocriene klieren: de

hypofyse, de schildklier, de teelballen en eierstokken, de bijnieren, de

thymus, de eilandjes van Langerhans ... Het zijn receptoren: ze bevatten allemaal groepen cellen die die inwendige prikkels kunnen opmerken en hormonen kunnen aanmaken om bij veranderingen in het lichaam de normale situatie te herstellen. De bouw van een endocriene klier

is aangepast aan zijn functie: het hormoon zo efficiënt mogelijk in de bloedbaan krijgen.

Exocriene klieren zijn effectoren; ze produceren afscheidingsproducten

die als reactie op een prikkel de veranderende omstandigheid bijsturen. Zo leerde je bijvoorbeeld dat traanklieren bepaalde stoffen afscheiden als er onzuiverheden in je oog terechtkomen.

THEMA 03

hoofdstuk 1

197

De bouw van een exocriene klier is erop gericht het afscheidingsproduct zo

efficiënt mogelijk op de plek te brengen waar de reactie nodig is. Zo worden tranen via afvoerbuisjes naar je oogoppervlak gebracht.

Heel soms tref je gemengde klieren aan. Afbeelding 96 laat zien dat in de

pancreas zowel endocriene klieren zitten (de eilandjes van Langerhans) als exocriene klieren (die verteringssappen maken). klierblaasje met alvleessap

pancreas

eilandje van Langerhans α-cel

β-cel

Afb. 96 De pancreas bevat zowel groepen endocriene kliercellen (α- en β-cellen) als exocriene klieren (klierblaasjes).

Samenvattend kun je stellen dat zowel endocriene als exocriene klieren

helpen bij het reageren op veranderende of verstorende omstandigheden. De bijdrage van endocriene klieren aan een regelsysteem verschilt echter

helemaal van die van de exocriene klieren die je in thema 2 ontdekte.

Zowel endocriene als exocriene klieren spelen een belangrijke rol in een

regelsysteem. Naar bouw en functie verschillen exocriene en endocriene klieren echter sterk.

• Endocriene klieren werken als receptoren, ze bevatten groepen

receptorcellen. Zij merken prikkels op en brengen een hormoon in de bloedbaan.

• Exocriene klieren zijn effectoren. Hun afscheidingsproduct draagt

rechtstreeks bij aan de reactie op de prikkel: hun secreet vormt zelf

198

THEMA 03

hoofdstuk 1

een uiteindelijk antwoord op de prikkel.

Belangrijke endocriene klieren zijn de hypofyse, de schildklier, de

teelballen en eierstokken, de bijnieren, de thymus, de eilandjes van Langerhans enz. `

Maak oefening 4 en 5 op p. 217-218.

1.4 Hoe worden hormonen door het lichaam verspreid?

Hormonen worden door endocriene klieren in de bloedbaan gebracht. OPDRACHT 8 ONDERZOEK

OPDRACHT 9

Vul de tabel aan de hand van de figuur aan om te achterhalen hoe het transport van hormonen gebeurt.

Onderzoek welk bewijs er is voor het transport van hormonen via de bloedbaan aan de hand van Labo 7 op p. 275.

haarvaten hormoonmoleculen klierweefsel

Welke stoffen komen vanuit het bloedvat tot in de

kliercellen?

In welk bloedvat worden hormonen afgescheiden? Hoe verklaar je dat het bloed dat naar de klier

slagader / ader / haarvat

stroomt zuurstofrijk is en het bloed dat van de klier wegstroomt zuurstofarm?

In welke ruimte van het hart komt het hormoon eerst aan?

THEMA 03

hoofdstuk 1

199

Komt een hormoon in alle ruimtes van het hart?

Waarom kan een hormoon bij alle effectoren van

ja / neen

je lichaam geraken?

Eenmaal opgenomen in je bloed worden hormonen naar alle plekken van je

lichaam getransporteerd. Hormonen kunnen dus signalen overbrengen naar lichaamsdelen die verafgelegen zijn van de receptor en dus veraf van de endocriene klier.

Omdat het transport van hormonen via het bloed verloopt, kan het even duren vooraleer een effector geprikkeld wordt door de signaalstof.

Doorheen je slagaders stroomt je bloed met een maximale snelheid van

ongeveer 0,5 meter per seconde. In je haarvaten gaat dat echter een stuk trager.

Hormonen zijn bovendien slechts tijdelijk aanwezig in je bloed. Ze worden

langzaamaan afgebroken door de lever.

Via het bloedvatenstelsel kunnen hormonen alle delen van het

lichaam bereiken. Hormonen kunnen dus signalen overbrengen naar

verafgelegen lichaamsdelen.

Het transport van hormonen gebeurt eerder langzaam, omdat bloed niet snel stroomt. `

Maak oefening 6 en 7 op p. 218.

1.5 Welke effectoren kunnen reageren op de aanwezigheid van hormonen?

200

THEMA 03

hoofdstuk 1

Zolang hormonen in de bloedbaan aanwezig zijn, zetten ze de juiste

effectoren aan het werk. Maar hoe weet een hormoon nu precies welke effector hij aan het werk moet zetten en hoe weet een effector dat

een hormoon voor hem bestemd is? In het bloed circuleren er immers tegelijkertijd verschillende hormonen die allemaal alle delen van het lichaam, en dus meerdere effectoren, bereiken.

OPDRACHT 10

Calcium is nodig voor de opbouw en het onderhoud van de botten en de tanden. Maar wist je ook dat het zorgt voor de goede werking van je spieren? Sporters met een lage Ca2+-concentratie in hun lichaam hebben vaker last van spierkrampen, zelfs wanneer ze nog geen langdurige inspanning geleverd hebben. Beantwoord met behulp van het onderstaande regelsysteem de vragen en bedenk diverse oorzaken die spierkrampen verklaren.

Regelsysteem voor Ca2+-concentratie in het bloed

hormoon calcitonine

receptor

effector

C-cellen schildklier

prikkel

botafbrekende cellen

reactie

niercellen

te hoge Ca2+-concentratie in je bloed

afbraak bot tot Ca2+ remmen

uitscheiding Ca2+ via urine bevorderen

reactie

Ca2+-concentratie

gepaste Ca2+-concentratie

prikkel

reactie

te lage Ca -concentratie in je bloed Ca2+-gevoelige bijschildkliercellen

receptor

Ca2+-concentratie reactie

reactie

opname Ca in bloed

stimuleren botafbraak tot Ca2+

uitscheiding Ca2+ via urine afremmen

darmcellen

botafbrekende cellen

niercellen

effector

parathormoon

Welke receptorcellen of endocriene klieren zijn betrokken bij het regelen van een verhoogde

Welke hormonen maken ze aan ?

Ca2+-concentratie in je bloed?

THEMA 03

hoofdstuk 1

201

Welke receptorcellen of endocriene klieren zijn betrokken bij het regelen van een verlaagde

Ca2+-concentratie in je bloed?

Welke hormonen maken ze aan?

Welke effectoren worden door beide hormonen beïnvloed als het Ca2+-gehalte van het bloed verstoord

Bedenk minstens drie oorzaken die kunnen leiden tot spierkrampen door een te lage Ca2+-beschikbaarheid.

is?

Naargelang het hormoon reageren niercellen of botafbrekende cellen verschillend. Je kunt uit de opdracht ook afleiden dat elk hormoon

slechts een beperkt aantal effectoren aan het werk zet. Zo stimuleert het

parathormoon enkel darmcellen, botafbrekende cellen en niercellen. Andere

cellen zoals spiercellen, voortplantingscellen en exocriene klieren laat

het ongemoeid. Effectorcellen moeten dus gevoelig zijn voor een bepaald

hormoon vooraleer ze erop kunnen reageren. Cellen die gevoelig voor een hormoon zijn, noemen we doelcellen.

De gevoeligheid wordt bepaald door de aan- of afwezigheid van bepaalde moleculen op het celmembraan of in de cel. Een molecule waarop het hormoon past, noemt men een receptormolecule.

receptormolecule 1 geactiveerd receptormolecule 2 hormoon

celkern

cytoplasma

celmembraan

receptormolecule 3

Afb. 97 Doelcel met drie verschillende receptormoleculen

202

THEMA 03

hoofdstuk 1

Alleen aan receptormolecule 1 kan het gegeven hormoon binden en een

reactie uitlokken bij de doelcel. Bij receptormolecule 2 en 3 horen hormonen met een andere molecuulstructuur.

Vergelijk het hormoon met een sleutel die door zijn specifieke vorm in een welbepaald slot past.

Zodra het hormoon langs een celmembraan van een doelcel passeert,

gaat het een binding met de receptormoleculen aan. Zodra die binding

gerealiseerd is, wordt de doelcel beïnvloed en alleen dan kan de cel op het hormoon reageren.

Dat sleutel-slot-principe verklaart waardoor hormonen slechts één of een

zeer beperkt aantal effectoren kunnen aansturen: het hormoon moet op het

receptormolecule van de effectorcel passen.

sleutel = hormoon

correcte pasvorm

slot = receptormolecule

reactie in de doelcel zal volgen

Afb. 98 Sleutel-slot-principe tussen hormoon en receptormolecule

Eén hormoon kan slechts één of een zeer beperkt aantal effectoren

aansturen. Men zegt dat één hormoon specifieke doelcellen heeft.

De doelcellen van een hormoon zijn alle effectorcellen die gevoelig zijn voor dat hormoon. Enkel zij kunnen dus reageren als het hormoon zich aanbiedt.

Het sleutel-slot-principe verklaart waarom hormonen specifieke

doelcellen hebben: het hormoon moet op/in het receptormolecule van de effectorcel passen.

Maak oefening 8 op p. 218.

THEMA 03

hoofdstuk 1

203

1.6 Welke eigenschappen hebben hormonen?

Aan welke kenmerken kun je een hormoon herkennen? Probeer dat met behulp van opdracht 11 zelf te achterhalen.

OPDRACHT 11

Vraag

Lees de vragen aandachtig en vul het antwoord aan in de tabel. Noteer ook telkens een voorbeeld om je antwoord te staven. Antwoord

Welke soort prikkels lokken een hormoonproductie uit?

Welke cellen maken hormonen aan?

Voorbeeld

verandering van concentratie van een stof

Wat is het nut van de

verspreiding van hormonen via de bloedbaan?

Waarom zijn hormonen

signaalstoffen?

Waarom is een hormoon een geleider?

Welke eigenschap hebben de cellen waarop een bepaald

hormoon kan inwerken?

Hoeveel soorten doelcellen heeft een hormoon?

Hoeveel van een hormoon heb je nodig vooraleer je er een effect van voelt?

204

THEMA 03

hoofdstuk 1

Een dosis van 0,023 tot 0,04 mg zorgt ervoor dat een eisprong

bij een meisje verhinderd wordt (anticonceptie).

Veranderingen in de concentratie van een stof, zoals het glucose- of het calciumgehalte in het bloed, werken als inwendige prikkels.

Alfa- en bètacellen, of cellen in de bijschildklieren, zijn receptorcellen en detecteren die prikkels.

De receptorcellen liggen in endocriene klieren zoals de pancreas of de schildklier. Die klieren produceren hormonen.

De hormonen worden afgegeven aan de haarvaten en komen in de

bloedbaan terecht. Met het bloed verspreiden ze zich naar alle weefsels in het lichaam. Ze fungeren als signaalstof want ze brengen een boodschap over de prikkel naar specifieke cellen. Zo doen ze dienst als geleider van informatie; ze vormen de schakel tussen receptor en effector.

Hormonen binden op cellen die over passende receptormoleculen

beschikken, de doelcellen. Botafbrekende cellen bevatten receptormoleculen voor calcitonine en voor parathormoon, alfacellen bevatten receptormoleculen voor glucose.

De doelcellen reageren op het hormoon, het zijn de effectoren.

prikkel

verandering van hoeveelheid stof neurale prikkel

receptor

endocriene klier

geleider hormoon

effector

doelcel met receptormolecule

reactie

Hormonen zijn te herkennen aan hun specifieke eigenschappen: ze

worden geproduceerd door endocriene klieren en over het hele lichaam

verspreid. Omdat ze een boodschap overbrengen, werken ze als geleider in het regelsysteem. Ze werken in heel lage dosissen en activeren

enkel de cellen met passende receptormoleculen, de doelcellen. Die doelcellen zijn de effectoren, ze voeren de reactie uit. `

Maak oefening 9 op p. 219.

THEMA 03

hoofdstuk 1

205

HOOFDSTUK 2

LEERDOELEN Je kunt al: M beschrijven welke prikkels het hormonale stelsel activeren;

M de bouw van een endocriene klier beschrijven; M belangrijke endocriene klieren en hun hormonen opsommen;

Î Hoe draagt het hormonale stelsel bij aan homeostase?

M verklaren hoe hormonen na transport doorheen activeren;

M omschrijven hoe het hormonale stelsel kan bijdragen aan een goede lichaamswerking.

Je leert nu:

In thema 2 leerde je al hoe het zenuwstelsel voor

de bloedbaan slechts welbepaalde effectoren

M hoe verschillende hormonen voor homeostase kunnen zorgen;

M hoe het hormonale stelsel en het zenuwstelsel samen voor homeostase kunnen zorgen.

homeostase van je lichaamstemperatuur en de

zuurstofgasconcentratie in je bloed kan zorgen. Daarnaast ontdekte je in het vorige hoofdstuk

dat het hormonale stelsel de bloedsuikerspiegel

reguleert en ook de evenwichtsconcentratie voor calcium kan coördineren. Het krachtig en snel

reageren in levensbedreigende situaties wordt dan weer door het samenwerken van het zenuwstelsel

en het hormonale stelsel geregeld. In dit hoofdstuk ontdek je welke bijzondere mechanismen in

hormonale regelsystemen tot homeostase leiden.

2.1 Hoe regelen verschillende hormonen samen de balans van het lichaam?

OPDRACHT 12

Lees de tekst en beantwoord de vragen. Op een leeftijd van dertien kun je heel wat verschillen merken in de lichaamsbouw van jongens en meisjes. Sommige meisjes zijn op dat moment een stuk groter dan jongens. Bij dat verschil in groei spelen stofwisselingshormonen en groeihormonen een belangrijke rol. Die stofwisselingshormonen regelen de omzetting van brandstoffen en bouwstoffen in nieuwe producten binnen in je lichaamscellen. Schildklierhormonen, zoals thyroxine, zijn stofwisselingshormonen; ze stimuleren de activiteiten van een cel. Zo verhogen die hormonen niet alleen de energieproductie in een cel, maar ook de celgroei en celvermeerdering.

206

THEMA 03

hoofdstuk 2

Verklaar nu zelf waarom er op dertienjarige leeftijd een verschil in lengte kan bestaan tussen jongens

Mensen met een hogere thyroxineproductie hebben het warmer. Leg uit waarom dat zo is.

en meisjes.

OPDRACHT 13

Omdat het schildklierhormoon thyroxine de celactiviteit stimuleert, speelt het een belangrijke rol bij het regelen van de lichaamstemperatuur. Lees de tekst, bestudeer de figuur en schrijf daarna naast elk begrip in de tabel het juiste nummer uit de figuur. Thyroxine stimuleert de activiteit van de cellen. Als die harder werken, produceren ze meer energie en krijg je het warmer. Zo helpt thyroxine ook om je lichaamstemperatuur te regelen.

Wanneer de hoeveelheid thyroxine in het bloed onder de drempelwaarde daalt, merken receptorcellen

van de hypothalamus dat op en versturen ze een hormoon (TRH) naar de hypofyse. Dat hormoon zet de hypofyse aan tot secretie van schildklierstimulerend hormoon (TSH).

De receptorcellen in de schildklier detecteren TSH en zetten de schildklier aan om thyroxine te produceren. Dat verspreidt zich doorheen de bloedbaan en zet alle andere lichaamscellen aan tot een verhoogde activiteit. Je krijgt het warmer.

De hypothalamus meet voortdurend de hoeveelheid thyroxine in het bloed. Zodra de hoeveelheid thyroxine tot boven een drempelwaarde stijgt, stopt de productie van het hormoon TRH door de hypothalamus. Dan ontvangt de hypofyse deze signaalstof niet langer en produceert zelf minder TSH. De afnemende TSH-concentratie in je bloed zal de schildklier niet langer activeren. De hoeveelheid thyroxine daalt weer en je lichaamstemperatuur zal niet verder toenemen, maar bij een gewenste waarde halt houden.

meet voortdurend de hoeveelheid thyroxine

–

hypothalamus

hypofysestimulerend hormoon TRH

hypofyse

schildklierstimulerend hormoon TSH

schildklier 5

6 Afb. 99 De regeling van de lichaamstemperatuur door de hypothalamus, de hypofyse en de schildklier

schildklierhormoon = thyroxine regelt de snelheid waarmee lichaamscellen werken

THEMA 03

hoofdstuk 2

207

Schrijf naast elk begrip in de tabel het juiste nummer van afbeelding 99. thyroxine naar je lichaamscellen hypofyse

schildklier

schildklierstimulerend hormoon (TSH)

thyroxine naar je hypothalamus

hypothalamus

hypofysestimulerend hormoon

(TRH)

Uit opdracht 13 kun je afleiden dat hormonen, zoals het schildklierhormoon

thyroxine, ook helpen om je lichaamstemperatuur tussen gewenste waarden te houden. Thyroxine zorgt ervoor dat je cellen actiever worden en meer glucose verbranden; daardoor krijg je het warmer. De hypothalamus

werkt als controlecentrum en meet voortdurend hoeveel thyroxine er in je bloed zit. Als de concentratie te laag is, maakt de hypothalamus TRH

aan. Dat hypofysestimulerend hormoon stimuleert de hypofyse om TSH

te produceren. Dat hormoon zet op zijn beurt de schildklier aan om meer

thyroxine te maken. Zodra er voldoende thyroxine is, maakt de hypothalamus minder TRH. De hypofyse stopt daardoor met de stimulatie van de schildklier; er wordt minder thyroxine aan het bloed afgegeven. De cellen verbranden

nu minder glucose, je lichaam koelt af. Op die manier zorgt de hypothalamus

ervoor dat je lichaamstemperatuur tussen normale grenzen blijft.

Dat proces, waarbij de reactie van een organisme erop gericht is om een

normale situatie te herstellen, noemt men een terugkoppeling of feedback. Het regelsysteem is hier een feedbacksysteem.

Een feedbacksysteem zorgt ervoor dat veranderingen van meerdere factoren, zoals het suikergehalte, de bloeddruk of de lichaamstemperatuur, binnen

bepaalde grenzen worden gehouden. Omdat de normale situatie, in dit

voorbeeld de lichaamstemperatuur, rond een evenwicht schommelt, noemt men dat een dynamisch evenwicht. Het behouden van een dynamisch

evenwicht noemen we homeostase. Het is de toestand waarin het lichaam optimaal kan functioneren.

In dit voorbeeld zal een toename van het schildklierhormoon ervoor zorgen dat er minder van datzelfde hormoon wordt geproduceerd. En omgekeerd zal de afname van de hoeveelheid schildklierhormoon de productie ervan

net stimuleren. Die manier van regelen, waarbij het resultaat van een proces datzelfde proces afremt, noemt men negatieve terugkoppeling of negatieve feedback.

De negatieve terugkoppeling bij het hypothalamus-hypofyse-

schildkliersysteem zorgt ervoor dat de activiteit van je lichaamscellen - en

dus de stofwisseling - altijd optimaal is, ook als de omstandigheden wijzigen. 208

THEMA 03

hoofdstuk 2

We spreken van homeostase voor stofwisseling.

Hierboven leerde je hoe verschillende endocriene klieren samenwerken met hun hormonen en doelcellen om de temperatuur van je lichaam te

regelen. De calciumconcentratie en de bloedsuikerspiegel worden op een gelijkaardige manier op peil gehouden.

Het hormonale stelsel oefent dus een coördinerende werking uit tussen verschillende organen en weefsels. Dankzij die regeling kan je lichaam optimaal blijven functioneren, ook als de omstandigheden verstoord

worden. Zo helpt het hormonale stelsel om de homeostase voor tal van factoren te behouden. WEETJE

Een tekort aan schildklierhormoon kan een hond slomer en trager maken. De hond zal in gewicht

toenemen, ook al krijgt hij minder eten. Zijn vacht wordt dunner en

op sommige plekken kan kaalheid optreden. Soms zal hij gekke

bewegingen maken (locomotie) of

kreupel lopen. Vermoedelijk heeft

de hond het ook koud. Alle lichaamscellen worden immers beïnvloed.

Gelukkig bestaat er een efficiënt hormonaal medicijn. Dat heet levothyroxine en werkt precies zoals thyroxine.

Endocriene klieren meten voortdurend de concentratie van belangrijke

stoffen. De gemeten waarde wordt voortdurend vergeleken met een gewenste waarde.

Negatieve terugkoppeling helpt het bereiken van de gewenste concentratie van een stof:

• wanneer de concentratie van een stof beneden de gewenste waarde ligt, produceert het lichaam een hormoon waardoor er meer van die stof wordt aangemaakt;

• wanneer de concentratie van die stof boven de gewenste waarde

komt, produceert het lichaam een hormoon waardoor er minder van die stof wordt aangemaakt.

Negatieve terugkoppeling is een regeling waarbij het resultaat van een proces datzelfde proces afremt.

Het hormonale stelsel regelt de samenwerking tussen endocriene

klieren, hun hormonen en hun doelcellen, zoals bij het regelen van de

bloedsuikerspiegel. Het hormonale stelsel oefent zo een coördinerende werking uit tussen verschillende organen en weefsels.

Dankzij die coördinatie kan je lichaam voor tal van parameters tot

homeostase komen. Daardoor blijft je lichaam optimaal functioneren, ook als de omstandigheden veranderen. `

Maak oefening 10 en 11 op p. 219.

THEMA 03

hoofdstuk 2

209

2.2 Hoe werkt het hormonale stelsel samen met het zenuwstelsel?

Bij het regelen van de lichaamstemperatuur komt het zenuwstelsel tussen; het doet spieren en klieren samentrekken, waardoor je bijvoorbeeld gaat

bibberen of zweet gaat produceren. Maar ook het hormonale stelsel speelt

hier een rol: de schildklier produceert hormonen waardoor je het warmer of

kouder kunt krijgen. Uit dit voorbeeld kun je afleiden dat het zenuwstelsel en het hormonale stelsel samenwerken om de lichaamstemperatuur te regelen. Ook bij het regelen van stress is dat het geval. Stress is een prikkel, die

bepaalde neuronen activeert. In hoofdstuk 1 leerde je al dat het zenuwstelsel een signaal geeft aan een hormoonklier om adrenaline te produceren. De hormoonklieren zijn hier de bijnieren.

In de inleiding van dit thema maakte je kennis met de toeschietreflex in de tepel. Sensorische zenuwen leiden een impuls naar de hypothalamus, die in antwoord daarop hormonen produceert. Ook dat is een voorbeeld van samenwerking tussen het zenuwstelsel en het hormonale stelsel.

OPDRACHT 14

Lees de tekst op de volgende pagina en bestudeer de figuur. Beantwoord daarna de onderstaande vragen. Heel wat reacties in je lichaam verlopen door

een samenwerking van het zenuwstelsel en het

hormonale stelsel. Leg op basis van de bovenstaande

reacties uit waarom kortstondige stress voordelig is voor je.

Leg uit waarom langdurige stress je gezondheid kan schaden. Vul aan. a

Bij langdurige stress verbruik je heel wat brandstoffen; daardoor

b Bij langdurige stress slaat je hart te lang

210

THEMA 03

hoofdstuk 2

Stress krijg je wanneer je heel wat taken en zorgen tegelijk voor je hebt liggen. In je brein treden er dan voortdurend (onprettige) gedachten op. Dat gaat gepaard met het optreden van impulsen die doorheen je hersenen stromen. Veel neuronen in je hersenen zijn dan actief en versturen elektrische impulsen.

De hypothalamus produceert hormonen die de hypofyse stimuleren om op zijn beurt ook hormonen aan te maken. Er zijn veel verschillende hypofysehormonen, onder andere schildklierstimulerende hormonen (1), of hormonen die de bijnieren stimuleren (2).

Vanuit de hypothalamus vertrekken er ook neuronen die impulsen geven aan de bijnieren (3). Als

antwoord daarop produceren de bijnieren het hormoon adrenaline (4). Dat hormoon zorgt ervoor dat: • je ademritme versnelt, waardoor je meer

O2 opneemt en CO2 afgeeft;

• je glucosegehalte in je bloed toeneemt;

• je hart sneller slaat;

vele prikkels en gedachten

neurale netwerken voor gedachten

• je skeletspieren meer

zuurstofgas- en glucoserijk bloed krijgen;

• je zintuigen tijdelijk beter Je hypofyse stuurt

hypofyse

werken.

hersenen

schildklierstimulerende hormonen (1) naar je schildklier.

Daardoor maakt je schildklier

schildklierstimulerend hormoon

schildklier

thyroxine (5) aan en geeft

het af aan het bloed. Alle

lichaamscellen zullen actiever suiker gaan verbranden,

waardoor je meer energie

thyroxine 5

voorhanden hebt.

bijnierschors

Al deze processen zijn dus het gevolg van de voorafgaande neuronactiviteit in je

hersenen. Je denkprocessen

en de bijbehorende impulsen

hebben dus gevolgen voor

de hormonale werking van je lichaam.

actievere verbranding in cellen

bijniermerg 4 adrenaline

toename glucose in het bloed

hart, bloedvaten, ademritme ... enz.

THEMA 03

hoofdstuk 2

211

Het zenuwstelsel en het hormonale stelsel zorgen elk op zich voor de

geleiding van signalen, want ze fungeren als schakel tussen receptoren en effectoren.

Beide stelsels werken ook samen, om een organisme optimaal te laten functioneren. Die samenwerking kan op meerdere manieren gebeuren:

• de regeling van de lichaamstemperatuur is een duidelijk voorbeeld van

de manier waarop het zenuwstelsel en het hormonale stelsel samen voor een goed functionerend lichaam kunnen zorgen;

• ook neuronen die prikkels versturen naar endocriene klieren zoals bij

stress naar de bijnier, dragen bij aan die communicatie en wisselwerking

tussen het zenuwstelsel en het hormonale stelsel.

De werking van het lichaam wordt geregeld door het hormonale

stelsel en het zenuwstelsel. Vaak werken beide stelsels samen om de homeostase te bereiken.

Om samen te werken, kunnen beide stelsels eenzelfde proces

beïnvloeden, zoals de regeling van de lichaamstemperatuur. In sommige gevallen stimuleert het zenuwstelsel een endocriene klier om hormonen af te geven.

Maak oefening 12 t/m 15 op p. 219-221.

212

THEMA 03

hoofdstuk 2

THEMASYNTHESE

prikkel

receptor

Inwendige prikkels zoals:

• de verandering van concentratie van een stof, • een neurale prikkel.

De receptorcellen zijn kliercellen die in groepjes voorkomen, de endocriene klieren. Ze scheiden hormonen af. Voorbeelden van endocriene klieren in het menselijk lichaam zijn:

• de eilandjes van Langerhans in de alvleesklier, • de hypofyse,

• de schildklier, • de bijnieren, • de thymus.

• de teelballen en eierstokken,

De receptorcellen meten voortdurend de concentratie van belangrijke stoffen. De

gemeten waarde wordt voortdurend vergeleken met een gewenste waarde. Sommige

geleider

receptorcellen detecteren neurale prikkels.

Het geproduceerde hormoon treedt op als geleider. Hormonen zijn signaalstoffen die: • geproduceerd worden als antwoord op een inwendige prikkel;

• gemaakt worden in het lichaam zelf; het zijn dus lichaamseigen stoffen;

• gemaakt worden in endocriene klieren (in het regelsysteem de receptorcellen);

• via de bloedbaan over grote afstanden verspreid worden;

• enkel cellen activeren als die beschikken over passende receptormoleculen;

• een andere endocriene klier aan het werk zetten of bij een effector een reactie uitlokken.

Een hormoon vormt daarmee een schakel tussen receptor en effector.

effector

reactie

De effectoren zijn doelcellen. Ze kunnen reageren op een specifiek hormoon omdat een doelcel een passend receptormolecule bevat.

De effectoren kunnen exocriene klieren zijn, maar ook andere groepen cellen.

Endocriene klieren en hun hormonen zijn erop gericht effectoren aan het werk te zetten als reactie op een verstorende inwendige prikkel.

Negatieve terugkoppeling is een regeling waarbij het resultaat van een proces datzelfde proces afremt. Uiteindelijk wordt de gewenste concentratie van een stof bereikt. Functie van het hormonale stelsel

Het hormonale stelsel regelt de samenwerking tussen endocriene klieren, hun hormonen en hun doelcellen. Zo coördineert het hormonale stelsel de werking van verschillende organen en weefsels.

Dankzij die coördinatie kan je lichaam voor tal van parameters tot een evenwicht

of homeostase komen. Daardoor blijft je lichaam optimaal functioneren, ook als de omstandigheden verstoord worden.

Vaak werken het hormonale stelsel en het zenuwstelsel samen om de homeostase te

bereiken. Om samen te werken kunnen endocriene klieren van het hormonale stelsel door het zenuwstelsel geactiveerd worden.

THEMA 03

BEKIJK DE KENNISCLIP

themasynthese

213

Endocriene klieren

Exocriene klieren

Klieren zijn opgebouwd uit kliercellen. De kliercellen scheiden stoffen uit.

hormoon haarvat

afscheiding van hormoon

kliercel

Endocriene klieren produceren hormonen. Ze bouwen die hormonen zelf op en scheiden die uit. Het

zoals afbraakstoffen voor de spijsvertering. Het zijn secreten.

Exocriene klieren kunnen ook stoffen uit de

bloedbaan opnemen en die uitscheiden, zoals

uitscheiden van de hormonen noemen we secretie.

Exocriene klieren kunnen zelf stoffen produceren,

Endocriene klieren worden omgeven door haarvaten en geven de secreten rechtstreeks af aan de

Exocriene klieren geven stoffen af aan het uitwendig milieu, zoals de oppervlakte van de huid of de

oppervlakte van delen van het spijsverteringsstelsel. De excretie gebeurt via een afvoergang.

bloedbaan.

zweetklieren. Dat proces heet excretie.

In het regelsysteem fungeren endocriene klieren als receptoren. Ze detecteren een verandering

in concentratie van belangrijke stoffen en geven daardoor hormonen af aan de bloedbaan.

Endocriene klieren kunnen ook reageren op neurale

prikkels.

214

THEMA 03

themasynthese

In het regelsysteem fungeren exocriene klieren als effectoren: ze kunnen reageren op signalen

afkomstig van het zenuwstelsel. Sommige exocriene

klieren, zoals talgklieren en melkklieren, reageren op hormonen.

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis • Ik kan omschrijven hoe en door welke prikkels het hormonale stelsel geactiveerd wordt.

• Ik kan verduidelijken waarom een hormoon een geleider vormt tussen receptor en effector.

• Ik kan de bouw en de werking van een endocriene klier toelichten.

• Ik kan belangrijke endocriene klieren en hun hormonen opsommen en hun functie beschrijven. klieren.

• Ik kan endocriene klieren naar bouw en functie vergelijken met exocriene • Ik kan verduidelijken hoe de verspreiding van hormonen in het lichaam

gebeurt en de belangrijkste kenmerken van die verspreiding benoemen.

• Ik kan verklaren hoe hormonen na transport doorheen de bloedbaan slechts welbepaalde effectoren activeren.

• Ik kan het begrip hormoon omschrijven en de kenmerken ervan opsommen.

• Ik kan voor een aangereikt voorbeeld omschrijven hoe het hormonale stelsel kan bijdragen aan een goede lichaamswerking, bv. de regeling stofwisseling.

voor de bloedsuikerspiegel, de calciumconcentratie in het bloed, de

• Ik kan verduidelijken hoe hormonen de homeostase herstellen.

• Ik kan met een voorbeeld aantonen wat er bedoeld wordt met negatieve terugkoppeling.

• Ik kan met behulp van een voorbeeld omschrijven hoe het hormonale

stelsel en het zenuwstelsel samen voor homeostase kunnen zorgen.

2 Onderzoeksvaardigheden

• Ik kan een opgegeven werkwijze voor een onderzoek stapsgewijs doorlopen.

• Ik kan doelgericht waarnemen bij een onderzoek, en vervolgens de waarnemingen noteren en verwerken.

• Ik kan vanuit de verwerking een gepast besluit formuleren.

• Ik kan een vooropgestelde hypothese eventueel weerleggen of bevestigen na het onderzoek.

• Ik kan na afloop suggesties doen ter verbetering van het onderzoek.

Je kunt deze checklist ook op

invullen bij je portfolio.

THEMA 03

checklist

215

CHECK IT OUT

Knalprestaties: jouw verdienste? 1

De Mont Ventoux is bijna 2 000 m hoog. Hoeveel bedraagt daar de relatieve

hoogte

gehalte aan zuurstofgas

6000 meter

50 %

4500 meter

60 %

3000 meter

70 %

1500 meter

85 %

zeeniveau

100 %

zuurstofgashoeveelheid?

In het schema wordt het regelsysteem voor de hoeveelheid rode bloedcellen in van rode bloedcellen ook weer?

het bloed weergegeven. Wat is de functie

hormoon erytropoëtine - EPO receptor

effector

niercellen

beenmerg

prikkel

reactie

lage O2-concentratie in het bloed

rode bloedcellen aanmaken

concentratie rode bloedcellen = volumepercentage rode bloedcellen

Welke prikkel kunnen de receptorcellen van dit regelsysteem opmerken?

Waar liggen de receptorcellen?

Welk hormoon maken de receptorcellen aan bij die prikkel?

Waarom doen mensen een hoogtestage?

Wielrenners die doping in de vorm van kunstmatig epo innemen, zullen hetzelfde effect ondervinden. Maar een

groter aantal rode bloedcellen maakt je bloed erg stroperig. Welk risico lopen ze?

! Wanneer er weinig O2 in de lucht is, bv. op grote hoogtes, treedt het hormonale stelsel in werking. Receptorcellen in de nieren merken de lage O2-concentratie

op. Onder invloed van het hormoon epo zullen er meer rode bloedcellen

aangemaakt worden. Die zorgen voor extra zuurstoftransport naar de spieren,

wat leidt tot betere sportprestaties. Wanneer dat bloed afgetapt wordt en later opnieuw in de bloedbaan gebracht wordt, spreekt men van bloeddoping. 216

THEMA 03

check it out

AAN DE SLAG

Zijn de volgende beweringen waar of niet waar? Zet een kruisje in de juiste kolom.

Waar

Niet waar

Een hoog gehalte aan insuline in het bloed stimuleert de levercellen tot afgifte van glucose aan het bloed.

Wanneer na een maaltijd veel glucose wordt opgenomen, daalt de glucagonproductie door de alvleesklier.

Wanneer je enkele uren niet gegeten hebt, stijgt de productie van

insuline door de alvleesklier. Welke stelling is waar?

Hormoonproducerende kliercellen kunnen hormonen afscheiden na een verandering in stofconcentratie, zoals een verandering in de bloedsuikerspiegel.

Hormoonproducerende kliercellen kunnen hormonen afscheiden na een neurale prikkel.

Wanneer hormonen geproduceerd worden, hebben die vaak als doel de concentratie van een stof in je lichaam weer binnen grenswaarden te brengen. Hormonen zetten daartoe effectoren aan het werk.

De onderstaande grafiek toont de schommelingen van het glucose- en het insulinegehalte in het bloed bij

een gezonde levenswijze.

A B normale bloedsuikerspiegel

bloedsuikerspiegel 1

1,4 g/L 0,7 g/L

ochtend

tijd avond

Grafiek 4

Wat stellen de curven A en B voor? Schrap wat niet past. -

A: glucosepeil / insulinepeil

B: glucosepeil / insulinepeil

b Hoe verklaar je de drie pieken (1, 2 en 3) in de curve? Leg uit.

Tussen welke grenswaarden varieert je bloedsuikerspiegel hier?

Welke van de onderstaande klieren is geen endocriene klier? Streep door. teelbal – bijnier – hypofyse – traanklier

THEMA 03

aan de slag

217

Zijn de volgende stoffen klierproducten van exocriene of endocriene klieren? Zet een kruisje in de juiste kolom.

Stof

Exocriene klier

Endocriene klier

insuline talg

glucagon

alvleessap

adrenaline

Zijn de volgende beweringen over hormonen waar of niet waar? Zet een kruisje in de juiste kolom. Waar

Niet waar

Sommige hormonen worden aan het uitwendig milieu afgegeven.

In het bloed van je voeten komen hormonen voor.

Als je een klierproduct als een hormoon wilt beschouwen, dan moet dat product op een andere plaats actief zijn dan waar het is gevormd.

Vrouwen die niet zwanger geraken, laten zich soms met hormooninjecties behandelen, waardoor de

vruchtbaarheid wordt hersteld. Waar in het lichaam worden die injecties toegediend? Kruis de juiste stelling aan.

in de baarmoeder in de eierstok

in de eileider

in een ader

Lever-, spieren vetcellen zijn erg gevoelig voor insuline. Dat wil zeggen dat ze heel goed glucose kunnen

opslaan bij hoge bloedsuikerspiegels. Daardoor kunnen je leveren spiercellen grote reservehoeveelheden aan suiker bevatten. In je vetcellen worden die reservehoeveelheden bovendien verwerkt en opgeslagen in

de vorm van vet. Verklaar waarom lever-, spieren vetcellen zo gevoelig zijn voor insuline.

218

THEMA 03

aan de slag

Welke elementen horen thuis in de definitie van een hormoon?

Een hormoon:

is een signaalstof.

wordt gemaakt in een endocriene klier. wordt via het bloed vervoerd. heeft een regelende functie.

kan een effector aan het werk zetten.

activeert enkel doelcellen, omdat de vorm van het hormoon past bij de receptormoleculen van de

Streep door wat niet klopt.

effector.

Negatieve terugkoppeling zorgt ervoor dat het resultaat van een proces datzelfde proces afremt / stimuleert.

Verbeter de stelling.

Homeostase is het vermogen van dieren en mensen om een parameter in het inwendig milieu op een vaste

waarde te houden.

Zowel het zenuwstelsel als het hormonale stelsel fungeren als geleider in ons lichaam. Welke kenmerken over de informatiegeleiding en -overdracht horen bij welk stelsel? Zet een kruisje in de juiste kolom.

Hormonaal stelsel

Zenuwstelsel

De informatiegeleiding gebeurt via elektrische signalen. De informatiegeleiding gebeurt via chemische signalen. De informatiegeleiding verloopt heel snel.

Het effect van het signaal is van langere duur.

Bij stress zullen je bijnieren ook andere stresshormonen maken, zoals corticosteroïden. Die hormonen

onderdrukken je natuurlijke afweer tegen indringers als bacteriën en virussen, zodat je daar alvast geen

energie in moet stoppen. Zo zul je veel minder antistoffen en witte bloedcellen maken om je te verdedigen. Leg uit waarom dat op korte termijn een voordeel, en op lange termijn een nadeel is.

THEMA 03

aan de slag

219

Je leerde in het vorige thema hoe je zenuwstelsel een coördinerende

rol opneemt bij het regelen van je lichaamstemperatuur. In dit

thema leerde je hoe ook je hormonale stelsel bijdraagt aan die

regeling van de lichaamstemperatuur. Vul het volgende regelsysteem aan voor het verhogen van je lichaamstemperatuur wanneer je het

plots te koud krijgt. Ga voor het uitwerken van je antwoord op zoek in thema 2 en 3. Vul aan met:

hypothalamus (2 x) – hypofyse – lichaamstemperatuur < 37 °C (2 x) – thermoreceptoren – alle lichaamscellen – schildklier – schildklierstimulerend hormoon – thyroxine –

hypofysestimulerend hormoon – snellere stofwisseling – geleiding via neuronen –

geleiding via hormonen – spiertjes rond bloedvaten, huidhaar en de skeletspieren –

bloedvaten vernauwen (warmte bijhouden), haren gaan rechtop staan (kippenvel), spieren bibberen

verwerkingscentrum

PRIKKEL

EFFECTOR

RECEPTOR

REACTIE

37 °C lichaamstemperatuur

< 37 °C

PRIKKEL

homeostase

REACTIE

RECEPTOR

220

THEMA 03

aan de slag

EFFECTOR

Vergelijk de kenmerken van het zenuwstelsel en het hormonale stelsel door de tabel aan te vullen. Zenuwstelsel

Hormonaal stelsel

Beide stelsels kunnen gebruikmaken van chemische signaalstoffen.

Welke?

Waar?

afgegeven aan de bloedbaan

tussen receptorcel en effector of andere kliercellen

Beide stelsels richten zich op specifieke bestemmingen.

Bestemming?

andere cel aan het uiteinde van een neuron

= elke cel met een

receptormolecule dat kan binden met het hormoon

Hoe?

niet elke cel wordt blootgesteld, maar

Van één bron naar

reageert bij

elke cel wordt blootgesteld, maar niet

reageren bij

blootstelling.

Beide stelsels kunnen communiceren over lange afstand.

blootstelling.

Van één bron naar

Hoe snel?

informatieoverdracht

heel

snelheid van impulsgeleiding (60 m/s)

heel

informatieoverdracht

Inzetbaarheid?

snelheid van de bloedstroom (max. 0,5 m/s)

bij een plotse crisis

ook voor effecten op

Duurzaamheid van het effect?

effect van

precies één impuls lang,

duur:

dus slechts kortstondig aanwezig

Inzetbaarheid?

Duurzaamheid van het effect?

effect van

zolang het hormoon voorradig

termijn

duur:

Beide stelsels hebben als doel:

het lichaam optimaal te laten functioneren, ook bij veranderende of

omstandigheden.

THEMA 03

aan de slag

221

Notities

222

HOMEOSTASE BIJ PLANTEN

THEMA 04

CHECK IN

225

VERKEN

226

HOOFDSTUK 1: Hoe verloopt het transport van stoffen bij de plant?

229

1.1 Welke weefsels van de plant zorgen voor transport van stoffen? 229 A De wortel 230 B De stengel 231 C Het blad 232

1.2 Langs welke weg worden stoffen via het transportweefsel doorheen de plant vervoerd? 234 A Transport van water 234 B Transport van assimilaten 237 1.3 Welke mechanismen liggen aan de basis van het transport in de plant?

A Capillaire krachten B Worteldruk C Transpiratiezuiging

1.4 Hoe wordt de waterhuishouding geregeld?

HOOFDSTUK 2: Hoe coördineren plantenhormonen de reacties op prikkels?

2.1 Welke rol spelen plantenhormonen? A Abscisinezuur B Auxine C Ethyleen

2.2 Welke hormonen spelen een rol in de homeostase van het watergehalte? 2.3 Hoe wordt de werking van planten geregeld? A Plantenhormonen B Welke andere mechanismen regelen de werking van planten?

241 241 241 242 244

247 247 248 249 250 252 254 254 256

223

THEMASYNTHESE

258

CHECKLIST

261

PORTFOLIO CHECK IT OUT

262

AAN DE SLAG

263

OEFEN OP DIDDIT

268

LABO’S

224

CHECK IN

Î Ik snak naar water Uitdaging! Ontdek hoe een plant reageert als hij zich in een droge of in een vochtige bodem bevindt. een plantje basilicum petrischaal

spuitfles met water kookplaat

HOE GA JE TE WERK?

WAT HEB JE NODIG?

Haal het plantje uit de pot.

Plaats vervolgens de plant met kluit in een petrischaal en spuit de kluit goed nat met de spuitfles.

Schakel de kookplaat in op de laagste stand en plaats de basilicumplant met zandkluit op de kookplaat gedurende een half uur. WAT GEBEURT ER?

Hoe zien de basilicumblaadjes eruit als de plant van de kookplaat gehaald wordt?

Hoe reageert de plant als de kluit weer vochtig wordt gemaakt?

HOE ZIT DAT?

Waarom hangen de blaadjes van de basilicumplant slap nadat hij op de kookplant heeft gestaan?

Hoe komt het dat de blaadjes van de plant na een tijdje weer fris worden na bevochtiging van de kluit?

Waarom hangen de bladeren van een plant slap als de bodem te droog is?

Hoe wordt water getransporteerd in de plant?

Hoe regelt de plant de waterhuishouding?

Door welke andere factoren houdt een plant zich in stand?

We zoeken het uit!

THEMA 04

check in

225

VERKEN

Î Uit welke delen bestaat een plant? OPDRACHT 1

Welke grote delen van de plant ken je? 1

Afb. 100 Herderstasje

OPDRACHT 2

Combineer het worteldeel met zijn omschrijving. Noteer het passende nummer bij de juiste omschrijving.

stengel

226

THEMA 04

verken

Worteldeel

Nummer

Wortelharen zijn de fijnste structuren van de wortel die water en opgeloste stoffen opzuigen uit de uitwendige omgeving.

De hoofdwortel is verbonden met de stengel. De stoffen uit de bodem worden naar de stengel vervoerd.

Zijwortels zijn vertakkingen van de hoofdwortel en vervoeren stoffen naar de hoofdwortel toe.

OPDRACHT 3

Vul de ontbrekende begrippen aan in de onderstaande schematische voorstelling van het fotosyntheseproces. Kies uit: water – koolstofdioxide (CO2) – glucose – zuurstofgas (O2) – stralingsenergie (zonlicht)

Welke stoffen neemt de plant op voor de fotosynthese?

Welke stoffen blijven in de plant achter?

Welke stoffen verlaten de plant tijdens het fotosyntheseproces?

Vul nu de stoffen van de stofomzetting tijdens het fotosyntheseproces in op de juiste plaats.

stofomzetting in een plantencel

THEMA 04

verken

227

Een plant bevat de volgende grote delen: een wortel, een stengel, bladeren, bloemen en vruchten met zaden.

• De stengel is verbonden met alle delen en bevindt zich meestal

boven de grond. De vorm van de plantendelen kunnen afwijken van plant tot plant.

• De bladeren bevatten veel bladgroenkorrels die nodig zijn voor de fotosynthese.

• De bloemen bevatten de voortplantingsorganen van de plant die ervoor zorgen dat er vruchten met zaden kunnen ontwikkelen.

• De wortel van een plant is opgebouwd uit een hoofdwortel met

daaraan vertakkingen, de zijwortels.

• De cellen van de zijwortels vertonen uitstulpingen, dat zijn de

wortelharen. Hierlangs gebeurt de opname van water en opgeloste stoffen.

WEETJE

Niet alle plantenwortels zijn opgebouwd als een

hoofdwortel met zijwortels. Sommige planten, zoals

mossen, hebben geen wortels. Andere planten, zoals ui

en prei, hebben een groot

aantal gelijke wortels. Het zijn

bijwortels. Bijwortels hebben ook wortelharen waarlangs

water en opgeloste stoffen opgenomen worden.

228

THEMA 04

verken

HOOFDSTUK 1

Î Hoe verloopt het transport van stoffen bij de plant?

Je kunt al: M de hoofddelen van de plant herkennen; M fotosynthese in het blad omschrijven;

M de wisselwerking tussen fotosynthese en celademhaling toelichten;

M de delen van een plantencel herkennen.

LEERDOELEN

Je leert nu:

M de verschillende weefsels in de wortel, de stengel en het blad herkennen;

M de functies van de verschillende weefsels omschrijven;

M het opwaarts en neerwaarts transport

staan, weet dat je planten water moet geven. Voor het fotosyntheseproces is er immers water nodig. Soms is

het ook nodig om meststoffen te geven, zodat je plant

beter groeit. Het water en de meststoffen worden aan de

omschrijven;

Wie een tuin heeft of kamerplanten in huis heeft

M begrijpen welke processen transport in de plant mogelijk maken;

M uitleggen hoe de huidmondjes de

waterhuishouding van de plant regelen.

bodem toegediend. Ze dringen in de grond, worden via

de wortels opgenomen en verspreiden zich daarna over de hele plant. Hoe geraken stoffen in een plant van de ene naar de andere plaats? Dat onderzoeken we in dit hoofdstuk.

1.1 Welke weefsels van de plant zorgen voor transport van stoffen?

OPDRACHT 4

ONDERZOEK

Neem het transportweefsel waar bij een selderplant aan de hand van Labo 8 op p. 279.

THEMA 04

hoofdstuk 1

229

Als je de stengels van een selderplant in een gekleurde oplossing zet, kun je

na een tijd gekleurde stippen waarnemen op een dwarse doorsnede. Daaruit kun je afleiden dat water met opgeloste stoffen via de stengel naar boven

wordt verplaatst. Blijkbaar beschikt de plant over een transportsysteem. We bestuderen de wortel, stengel en het blad om de ligging en de structuur van dat transportsysteem te onderzoeken.

De wortel

Als je het preparaat van de dwarsdoorsnede van de wortel bekijkt, kun je

verschillende weefsels waarnemen. Centraal in de wortel zie je een cirkel

BEKIJK MICROFOTO

met daarin grote cellen die het patroon van een ster vormen. De cirkel bevat de cellen van het transportweefsel. Er zijn twee soorten transportweefsel:

xyleem (1) met houtvaten en floëem (2) met zeefvaten. Het xyleem bevat de grote cellen die het patroon van een ster vormen. Daarrond bevinden zich groepjes kleinere cellen van het floëem (blauw). 3

wortelhaar

Afb. 101 Verschillende weefsels in een dwarse doorsnede van een wortel

Het overgrote deel van de wortel bestaat uit de cellen rond het centrale deel, de schors of de cortex. De cortex bestaat uit vulweefsel of parenchym (3). In de cellen van het vulweefsel worden reservestoffen opgeslagen, zoals

zetmeel. Op het preparaat kun je dat goed zien: het zijn de paarsgekleurde korrels in de cellen.

In jonge zijwortels en aan de top van de hoofdwortel vind je aan de buitenkant één aaneengesloten laag van cellen, de deklaag of de

epidermis (4). De cellen vertonen uitstulpingen, de wortelharen, waarmee water en opgeloste stoffen uit de bodem worden opgenomen. 230

THEMA 04

hoofdstuk 1

De stengel

Op de stengeldoorsnede van de selderplant kun je zien dat het transport

doorheen de stengel gebeurt via kleine groepjes cellen. Dat weefsel bevat

de transportvaten; we noemen ze vaatbundels. Die vaatbundels bevatten elk BEKIJK MICROFOTO

twee soorten transportvaten: de houtvaten in het xyleem (1) en de zeefvaten in het floëem (2). Het grootste gedeelte van de stengel bestaat, net zoals de

wortel, uit parenchym (3). Ook bij jonge stengels bevindt zich een deklaag of epidermis (4) aan de buitenzijde. De aaneengesloten cellen beschermen de

stengel tegen uitdroging en ziekteverwekkers.

Afb. 102 Verschillende weefsels in een dwarse doorsnede van een stengel

Meerjarige planten groeien niet alleen in de lengte, maar ook in de breedte. Als een ring tussen het xyleem en het floëem ligt er een deelweefsel of

meristeem (5). Meristemen bevatten cellen die voortdurend delen. Als die cellen in de stengel delen, wordt de stengel dikker.

Meristemen komen in meerdere delen van een plant voor. In de top van

stengels en wortels zorgen ze voor lengtegroei. Uit andere meristemen, zoals in de knoppen van de plant, ontstaan nieuwe soorten weefsels en organen, zoals stengels, bladeren of bloemen.

Cellen die uit meristemen ontstaan, kunnen dus zorgen voor lengte- of

diktegroei, maar ze kunnen ook veranderen in nieuwe soorten weefsels.

THEMA 04

hoofdstuk 1

231

Het blad

Ook het blad bevat transportweefsels. Xyleem (1) en floëem (2) komen voor in de bladsteel en in de bladnerven. Op afbeelding 103 zijn ze

aangeduid in de hoofdnerf. Daarnaast bevat het blad dikwijls twee soorten BEKIJK MICROFOTO

vulweefsels of parenchym: palissadevulweefsel (3) en sponsvulweefsel (4). Het palissadevulweefsel bevindt zich aan de bovenzijde van het blad. De

cellen liggen mooi aaneengesloten en bevatten veel bladgroenkorrels. Het

sponsvulweefsel ligt aan de onderzijde van het blad. Tussen de cellen liggen holten, die in verbinding staan met de buitenwereld. epidermis (5).

Ook de boven- en de onderkant van het blad zijn begrensd door een 3

Afb. 103 Verschillende weefsels in een dwarse doorsnede van een blad

Tussen de cellen van de epidermis liggen de huidmondjes (6). Ze bestaan uit banaanvormige sluitcellen met een opening ertussen. Langs die weg kunnen gassen worden uitgewisseld met de omgeving.

cuticula

bovenepidermis

cytoplasma

palissadevulweefsel

vacuole

bladgroenkorrel kern

sponsvulweefsel

celwand

luchtholte sluitcel

huidmondje

onderepidermis

Afb. 104 Blad met huidmondjes in de epidermis: overlangs (links) en gezien in bovenaanzicht (rechts)

232

THEMA 04

hoofdstuk 1

OPDRACHT 5

Bestudeer de onderstaande afbeeldingen van plantendelen. 1

Herken het plantendeel dat microscopisch is afgebeeld. Schrap wat niet past.

Herken je de volgende weefsels op de zwart-witafbeeldingen? Geef ze de onderstaande kleur. • xyleem: rood

• floëem: blauw

• vulweefsel: geel

• epidermis: oranje

wortel / stengel / blad

THEMA 04

hoofdstuk 1

233

WEETJE De epidermis is nog bedekt met

een waslaagje of cuticula dat het blad beschermt tegen uitdroging

of ziekteverwekkers. Bij sommige bladeren kan dat waslaagje heel

dik zijn.

Een plant is opgebouwd uit verschillende grote delen. Elk plantendeel is opgebouwd uit weefsels. • De wortel:

— bestaat uit: hoofdwortel en zijwortels met wortelharen, bijwortels met wortelharen;

— belangrijke weefsels: epidermis met wortelharen, cortex,

vulweefsel, meristeem en transportweefsels: xyleem en floëem.

• De stengel:

— belangrijke weefsels: vulweefsel, meristeem en vaatbundels: xyleem en floëem.

• Het blad:

— belangrijke weefsels: transportweefsels: xyleem en floëem, palissadevulweefsel, sponsvulweefsel en epidermis met huidmondjes.

• De bloem

• De vrucht met zaden

Water en opgeloste stoffen worden vanuit de wortel naar alle delen van de plant getransporteerd. Dat gebeurt via de transportweefsels. `

Maak oefening 1 en 2 op p. 263.

1.2 Langs welke weg worden stoffen via het transportweefsel doorheen de plant vervoerd?

Transport van water

Je ontdekte al dat water en opgeloste stoffen via de stengel naar de

bloemdelen boven in de plant worden vervoerd. De plant heeft dat water

nodig om aan fotosynthese te doen. We bestuderen de weg van dat transport doorheen de plant.

234

THEMA 04

hoofdstuk 1

OPDRACHT 6

Bestudeer de proefopstelling en beantwoord de vragen. Vier maatcilinders zijn gevuld met water en een laagje olie. In drie maatcilinders wordt een takje van dezelfde lengte geplaatst. Bij maatcilinder B worden alle bladeren van het takje verwijderd. Bij maatcilinder C worden een aantal bladeren verwijderd. Bij maatcilinder D blijven de bladeren van het takje intact. Plaats over maatcilinders B, C en D een plastic zakje, dat je afsluit met een elastiekje. De

liguster

olie

proefopstelling blijft enkele dagen staan.

water

In welke maatcilinder zal het waterniveau na enkele dagen het laagste staan? A / B / C / D

In welke maatcilinder zal zich het meeste waterdamp in de plastic zak bevinden? A / B / C / D

Waarom bevindt zich het meeste water in deze plastic zak?

Waarom is het meeste water verdwenen uit deze maatcilinder?

Hoe kan het water uit de plant?

Welke weg volgt het water in de maatcilinder om uiteindelijk in de plastic zak terecht te komen?

THEMA 04

hoofdstuk 1

235

Water dat via de stengel naar boven in de plant wordt getransporteerd, kan verdampen via de bladeren. Naargelang er meer water verdampt, wordt er ook meer water opgenomen door de wortels.

Dat opwaarts transport van water en opgeloste stoffen gebeurt via de houtvaten in het xyleem.

WEETJE Het water stroomt met een snelheid van 1 tot 6 m/uur in de

vaatbundels (Ø 25-75 µm) van dunne bomen en 16 tot 45 m/uur in de

vaatbundels (Ø 100 – 200 µm) van dikke bomen. OPDRACHT 7

Op de onderstaande afbeelding zie je een microscopisch beeld van het blad van een prei. Beantwoord de vragen.

Welk weefsel herken je op de afbeelding?

Waar komt dat weefsel voor bij de plant?

Hoe kun je huidmondjes herkennen?

Wat is de functie van de huidmondjes?

Het is via de openingen, de huidmondjes, dat de verdamping gebeurt. De meeste huidmondjes liggen in de epidermis van de bladeren.

236

THEMA 04

hoofdstuk 1

Transport van assimilaten

Voor planten is water voor meerdere processen van belang. Eén daarvan is de fotosynthese.

Fotosynthese kan plaatsvinden in de cellen die bladgroenkorrels bevatten, dus in alle groene delen van de plant. In het fotosyntheseproces vormt

de plant glucose, een energierijke stof. Glucose wordt door de plant zelf opgebouwd; het is een assimilaat. Nadien worden de glucosemoleculen aaneengeschakeld tot grotere moleculen, zetmeel. Zetmeel is ook een WEETJE

assimilaat.

Tijdens assimilatie worden er in planten organische stoffen gevormd uit eenvoudige bouwstenen. Om uit die

organische stoffen energie

te halen, breken de planten die weer af. Dat is de

dissimilatie. Dieren halen hun

bouwstenen uit voeding, bijvoorbeeld uit de voedingsstof glucose. Als er te veel glucose is in het lichaam, dan kan glucose worden omgezet naar vetten. Die vetten worden bij glucosetekort in het lichaam als

energiebron gebruikt. Bij dieren wordt voor de opbouw van stoffen de

term anabolisme gebruikt, en voor de afbraak de term katabolisme.

OPDRACHT 8

ONDERZOEK

Welke weg leggen de assimilaten af in de plant? 1

Onderzoeksvraag

Waar bevindt zich zetmeel in de plant? Hypothese

Noteer een hypothese.

Benodigdheden

kruidachtige plant met wortel (herderstasje, paardenbloem, geranium) aardappel

(scalpeer)mesje flesje lugol

THEMA 04

hoofdstuk 1

237

Werkwijze

2 3

Snijd met een scalpeermesje een zijwortel door en breng een beetje lugol aan op het snijvlak.

Snijd met een scalpeermesje een zijstengel door en breng een beetje lugol aan op het snijvlak. Snijd met een mesje de aardappel doormidden en breng een beetje lugol aan op het snijvlak.

Waarneming

Verwerking a

Wat neem je waar bij de drie plantendelen?

Voor welke stof is lugol een indicator?

b Uit welke bouwstenen is zetmeel opgebouwd? c

Waar in de plant wordt die stof aangemaakt?

Tijdens welk proces gebeurt dat?

Waarom heeft de plant die stof nodig?

Besluit

Noteer een besluit.

238

THEMA 04

hoofdstuk 1

Reflectie a

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

WEETJE

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

Een aardappel groeit onder de grond en er groeit een

oog

stengel uit die boven de grond komt. Je zou denken dat de

aardappel een wortel is, maar het is een stengel. Dat kun je

zien aan de kleine kuiltjes of

ogen op de aardappels. Daarin

bevindt zich een knop. Wortels bevatten geen knoppen, die komen

alleen op stengels voor. De aardappel is wel een speciale stengel, want hij groeit onder de grond en bevat reservestoffen voor de plant. We

noemen die stengel daarom een stengelknol.

In de eerste graad leerde je dat planten via het fotosyntheseproces

energie van de zon opslaan in glucose. Glucose is dus een energierijke

stof. De fotosynthese vindt plaats in de groene delen van de plant. Tijdens celademhaling worden de energierijke stoffen omgezet naar energiearme

stoffen waardoor de opgeslagen energie vrijkomt. De celademhaling vindt

plaats in alle cellen van de plant. De energie die vrijkomt, wordt gebruikt om te groeien en om allerlei processen te regelen.

De assimilaten worden geproduceerd in de bladeren en verbruikt in alle

plantendelen; er is dus transport nodig. Het transport van die assimilaten naar alle cellen van de plant gebeurt via de zeefvaten van het floëem. Dat transport kan dus zowel naar boven als naar beneden verlopen.

THEMA 04

hoofdstuk 1

239

blad water

bladgroenkorrel houtvaten

glucose

koolstofdioxidegas

zuurstofgas

zeefvaten cel in het blad huidmondje

houtvaten (xyleem)

zeefvaten (floëem)

deelweefsel

opname van water en mineralen

Afb. 105 De transportwegen van stoffen in de plant

Stoffen die door de wortel worden opgenomen uit de bodem

verplaatsen zich via de houtvaten van het xyleem opwaarts naar de

cellen in heel de plant.

240

THEMA 04

hoofdstuk 1

De aangemaakte organische stoffen of assimilaten (bv. glucose, zetmeel) en zuurstofgas verplaatsen zich zowel opwaarts als neerwaarts via de zeefvaten van het floëem naar de cellen in heel de plant.

Celademhaling is daardoor mogelijk in alle cellen van de plant. `

Maak oefening 3, 4 en 5 op p. 263.

1.3 Welke mechanismen liggen aan de basis van het transport in de plant?

Water wordt vanuit de wortels tot in de bladeren van de plant vervoerd. Sommige bomen zijn wel 120 m hoog. Hoe kan water tot op die grote

hoogte naar boven stijgen? Welke mechanismen liggen aan de basis van dat

Capillaire krachten

transport?

OPDRACHT 9

Bekijk de video om te zien hoe capillaire krachten de stijging van een vloeistof in een buisje kunnen veroorzaken.

BEKIJK VIDEO

glazen buisje

De stijging van het water in het buisje is het gevolg van adhesiekrachten tussen de vloeistofdeeltjes en het glas. Adhesie is het gevolg van

aantrekkingskrachten tussen moleculen van verschillende stoffen, hier het glas en de vloeistofdeeltjes.

In de plant kan hetzelfde gebeuren: watermoleculen stijgen omhoog tegen

de wanden van de transportvaten door adhesie. Bij waterverlies aan het

bladoppervlak zou er door adhesie een waterstroom kunnen ontstaan. Uit experimenten blijkt dat dergelijke capillaire krachten inderdaad een rol kunnen spelen.

Afb. 106 Water stijgt in een dun glazen buisje door adhesie.

Worteldruk

Maar om het water tot op grote hoogte te verplaatsen, zoals in bomen, zijn er grotere krachten nodig. Capillaire krachten volstaan dus niet om het transport van water tot op grote hoogte te verklaren.

OPDRACHT 10

Bekijk de video en beantwoord de vragen. 1

Wat zie je in het filmpje?

BEKIJK VIDEO

Vanwaar komt die vloeistof?

THEMA 04

hoofdstuk 1

241

Bomen zoals een esdoorn worden gebruikt om stroop te produceren.

Daarvoor beschadigt men de boom in de winter, en als in het voorjaar de sapstroom weer op gang komt, loopt dat via de wonden naar buiten. Dat

noemen we ‘bloeden’. Het sap, dat veel glucose bevat, wordt gebruikt om

stroop mee te maken. Ook als er een boom wordt omgehakt, kun je na een tijdje op de stronk een laagje vocht waarnemen.

Na een koele nacht, bij hoge ochtendtemperaturen, kun je aan de rand van sommige soorten plantenblaadjes vaak kleine druppeltjes op het

uiteinde van de nerven zien. Dat is water dat naar buiten wordt ‘geduwd’; de druppelvorming noemen we guttatie.

Dat verschijnsel wordt veroorzaakt door het sluiten van de huidmondjes

wanneer het donker wordt. Er is dan geen verdamping mogelijk. Toch stapelt

water zich op in de bladeren; dat zie je aan de waterdruppels die ‘s ochtends aan de randen naar buiten komen. Er is dus ‘s nachts watertransport van de wortels naar de bladeren. Dat verschijnsel heet worteldruk.

Worteldruk komt enkel in bepaalde omstandigheden voor, en niet bij elke

plantensoort. Er moet dus nog een ander mechanisme aan de basis liggen van het opwaarts transport van water.

WEETJE Met een manometer kun je de druk van

een vloeistof bepalen. Zo kun je ook de

worteldruk van planten meten. De hoogte van de waterkolom is een maat voor de

worteldruk. Bij sommige planten is die erg

hoog:

• tamme kastanje: 57 m,

• berk: 18 m,

• brandnetel: 6 m, • wijnstok: 14 m.

Transpiratiezuiging

Eerder leerde je al dat het water opgenomen door de wortels en

getransporteerd via de stengel naar boven in de plant, kan verdampen via

de bladeren. Naargelang er meer water verdampt, wordt er ook nieuw water opgenomen.

Dat verschijnsel valt te verklaren met behulp van de eigenschappen van

water. Omdat waterdeeltjes aan elkaar verbonden zijn door cohesiekrachten, vormen ze vanuit de wortel tot in het blad één waterkolom. Cohesiekrachten zijn aantrekkingskrachten tussen moleculen van dezelfde stof.

De waterkolommen die door cohesie ontstaan, worden ook wel waterdraden genoemd, omdat ze als één lange buis doorheen de stengel aan elkaar

vasthangen. Zodra er water uit de bladeren verdwijnt door verdamping,

wordt er automatisch opnieuw water aangezogen uit de bodem, waardoor de 242

THEMA 04

hoofdstuk 1

waterkolom behouden blijft. Dat verschijnsel is de transpiratiezuiging.

bladeren met huidmondjes

transpiratie: water verdampt

transpiratiezuiging

waterdraden cohesie

waterdraden

worteldruk

bodem deeltje

opname van water met opgeloste stoffen

huidmondje

wortelhaar

Afb. 107 Overzicht van de mechanismen die een rol spelen bij het watertransport in de plant

Dit opwaarts transport van water en opgeloste stoffen gebeurt via de houtvaten of het xyleem.

Opwaarts transport van water en opgeloste stoffen in planten is

mogelijk dankzij meerdere krachten die samen optreden.

• Capillaire krachten zijn adhesiekrachten tussen een vloeistof en

de wand van een buisje. In de plant zijn die krachten ook aanwezig

tussen de wand van de houtvaten en de watermoleculen. Capillaire

krachten zijn beperkt verantwoordelijk voor het opwaarts transport van water.

• Worteldruk is de kracht die vanuit de wortel water door de houtvaten naar omhoog stuwt.

• Transpiratiezuiging wordt veroorzaakt door cohesiekrachten tussen

watermoleculen en verdamping in de bladeren. Door een samenspel

van beide verschijnselen ontstaan er ononderbroken waterdraden in de plant vanuit de wortel tot in de bladeren.

De transpiratiezuiging is de motor van het opwaarts transport. De

capillaire krachten en soms de worteldruk ondersteunen dit proces. `

Maak oefening 6 en 7 op p. 264.

THEMA 04

hoofdstuk 1

243

1.4 Hoe wordt de waterhuishouding geregeld?

Je weet al dat een plant via de huidmondjes water verliest door verdamping. Hoe meer bladeren, hoe meer water er zal verdampen. Om het verlies aan

water aan te vullen, moet er veel water in de bodem beschikbaar zijn, zodat OPDRACHT 11

de waterdraden niet onderbroken worden. Hoe gebeurt die verdamping?

Bestudeer de onderstaande schetsen van microscopische waarnemingen van de huidmondjes in een droge en vochtige omgeving. Beantwoord de vragen. Droge omgeving

Vochtige omgeving

BEKIJK VIDEO

Wat kun je waarnemen bij de huidmondjes in de vochtige en droge omgeving? Kruis het juiste

antwoord aan.

De huidmondjes zijn open in een vochtige omgeving en gesloten in een droge omgeving. De huidmondjes zijn gesloten in een vochtige omgeving en open in een droge omgeving.

De huidmondjes zijn altijd open in een vochtige en droge omgeving. Ze verdampen water.

De huidmondjes zijn gesloten als het koud is en openen zich als het warm is. Droge of vochtige

Wat kun je waarnemen als je de vorm van de sluitcellen in beide afbeeldingen met elkaar vergelijkt?

omgeving spelen geen rol.

244

Welke oorzaak heeft dat verschil in vorm?

Hoe kun je deze waarneming verklaren?

THEMA 04

hoofdstuk 1

Huidmondjes regelen het verdampen van water in de plant. Als de omgeving droog is, zal het water gemakkelijker uit de bladeren verdampen; de plant

verliest water. Als de cellen minder water bevatten, daalt de vloeistofdruk in de cellen en verliezen ze hun stevigheid. Ook de sluitcellen worden slapper; ze liggen dan tegen elkaar aan en sluiten het huidmondje af. Daardoor

vermindert de verdamping en kan het water in de plant vanuit de bodem worden aangevuld. Bij voldoende water zijn de cellen stevig, dus ook de

sluitcellen van de huidmondjes. In die opgezwollen toestand ontstaat er een

opening tussen beide cellen; het water kan verdampen.

Afb. 108 Huidmondjes in een vochtige (links) en in een droge (rechts) omgeving

Om minder water te verliezen, kan de plant zijn huidmondjes sluiten.

’s Nachts en in droge omstandigheden sluiten de huidmondjes van de

meeste planten zich, waardoor de verdamping wordt beperkt. Bij voldoende licht of in een warme en vochtige omgeving openen de huidmondjes zich. Daardoor kan water verdampen en kan koolstofdioxide, nodig voor de

fotosynthese, worden opgenomen. Ook zuurstofgas, dat in de fotosynthese wordt gevormd, kan zo langs de huidmondjes worden uitgescheiden.

Naargelang er meer water verdampt, heeft de plant ook meer water nodig; dat water wordt opgenomen via de wortel. Daarom is het belangrijk dat planten voldoende water ter beschikking hebben.

De plant regelt haar watergehalte dus met behulp van de huidmondjes. Die regeling is de waterhuishouding.

Om dat proces nauwkeurig te regelen en zo het watergehalte van een

plant op peil te houden, spelen plantenhormonen een rol. In het volgende

hoofdstuk bekijken we de werking van enkele hormonen van naderbij.

WEETJE

Sommige planten zijn echt aangepast aan een droge omgeving. Ze zorgen voor een

voorraadje reservevoedsel en water dat ze

in een plantendeel opslaan. We noemen ze

succulenten. Afhankelijk van de plaats waar ze die stoffen opslaan, noemen we ze knol-, stam- en bladsucculenten.

Zo is de baobab of flessenboom een

voorbeeld van een stamsucculent. De

boom heeft een opvallend dikke stam, een verhoute stengel.

Afb. 109 De baobab komt voor in droge, warme gebieden, zoals in enkele delen van Afrika en Australië.

THEMA 04

hoofdstuk 1

245

De waterhuishouding van de plant is de regeling van het watergehalte en wordt vooral geregeld door de huidmondjes. Het openen en het sluiten hangt af van verschillende factoren:

• als er voldoende zonlicht is, kan de plant aan fotosynthese doen. De huidmondjes

openen zich, koolstofdioxide wordt opgenomen en zuurstofgas verlaat samen met waterdamp de plant;

• op een zonnige dag is de omgevingstemperatuur hoog. Als de bodem vochtig genoeg is,

kan de plant meer water verdampen en ook meer water aanzuigen uit de bodem. Als de bodem te droog is, zal de plant het water willen behouden en sluiten de huidmondjes

zonlicht CO2

huidmondje

omgevingstemperatuur

zich om het verdampen te beperken.

aanzuigen H2O

246

THEMA 04

hoofdstuk 1

Maak oefening 8 en 9 op p. 264 en 265.

verdampen H2O O2-gas

waterdraden

HOOFDSTUK 2

LEERDOELEN Je weet al: M uit welke onderdelen een plant is opgebouwd

Î Hoe coördineren plantenhormonen de reacties op prikkels?

en wat daarvan de functies zijn; een plant verloopt;

M hoe het transport van water en assimilaten in M welke rol hormonen spelen bij dieren. Je leert nu:

Planten zijn in staat om te reageren op

veranderingen in of veroorzaakt door hun omgeving.

M welke kenmerken plantenhormonen hebben; M met voorbeelden aantonen dat planten hun

inwendig milieu in evenwicht houden door van hormonen gebruik te maken;

M beschrijven hoe ethyleen, auxine en

abscisinezuur bepaalde processen regelen om de overlevingskans van de plant te verhogen;

M dat hormonen samenwerken bij het regelen van de levensprocessen in een plant;

M dat planten, net als dieren, volgens een

regelsysteem functioneren.

Bij dieren worden die reacties via het zenuwstelsel of het hormonale stelsel gecoördineerd. Planten

kunnen ook signalen versturen via geladen deeltjes

(elektrische signalen), maar ze beschikken niet over

een zenuwstelsel om verschillende levensprocessen te coördineren. Hormonen, zoals auxine, spelen bij

planten een belangrijke rol. Gebeurt dat op dezelfde manier als bij dieren? Zorgen ze voor homeostase?

Bevorderen die hormonen de overlevingskansen van de plant? Welke factor bepaalt de productie van een

plantenhormoon? En waardoor wordt bepaald welke delen van de plant erop reageren?

2.1 Welke rol spelen plantenhormonen?

Net zoals dieren vormen planten stoffen met een regelende werking. Omdat ze een aantal gelijkaardige kenmerken vertonen als bij dieren, noemen we deze stoffen hormonen.

THEMA 04

hoofdstuk 2

247

Plantenhormonen: • worden in de plant zelf aangemaakt;

• werken al in heel kleine hoeveelheden;

• zorgen voor reacties van planten op een prikkel en fungeren dus als

signaalstof. Daardoor kiemen de planten niet, ondanks het contact met water;

• hebben effecten op meerdere plaatsen en op meerdere processen;

• worden over de plant verspreid via een transportsysteem, het floëem. Bij dieren gebeurt dat via het bloedvatenstelsel.

De plantenhormonen die we al hebben ontdekt, kunnen in verschillende

groepen worden ingedeeld. Je kent het hormoon auxine, dat deel uitmaakt

van een grote groep auxinen, maar ook abscisinezuur en ethyleen (etheen) zijn bekende plantenhormonen.

Abscisinezuur

Als een plant aan fotosynthese wil doen, moet er koolstofdioxide in het blad aanwezig zijn. Koolstofdioxide komt via de huidmondjes in het blad. Maar doorheen huidmondjes die open zijn, kan de plant water verliezen door

verdamping. De plant moet dus de huidmondjes kunnen openen en sluiten om het waterverlies te beperken en de voorraad koolstofdioxide aan te

vullen.

Bij watertekort wordt het sluiten van de huidmondjes hormonaal geregeld door het plantenhormoon abscisinezuur (ABA). Dat hormoon doet de

sluitcellen snel water verliezen, waardoor die cellen van vorm veranderen en

hun wanden tegen elkaar gaan liggen. Abscisinezuur regelt de werking van de

huidmondjes en speelt dus een belangrijke rol in de waterhuishouding van

de plant door waterverlies binnen bepaalde grenzen te houden.

248

THEMA 04

hoofdstuk 2

sluitcellen open

ABA

Afb. 110 Het hormoon abscisinezuur zorgt ervoor dat huidmondjes sluiten.

sluitcellen gesloten

Auxine

OPDRACHT 12

Hieronder zie je een illustratie van de resultaten van een aantal experimenten met kiemende zaden. Bestudeer de resultaten aandachtig en beantwoord de vragen.

top bedekt met top bedekt basis bedekt met ondoorzichtige met transparante ondoorzichtige dop dop boord

top afgescheiden top afgescheiden door doorlaatbaar door ondoorlaatbaar tussenschot plastic

kiemende graszaden in aanwezigheid van licht invallend vanaf zijkant

kiemend graszaad in donkere omgeving

top verwijderd

licht

Wat leid je af uit de vergelijking van situatie A en B?

Wat leid je af door de resultaten van de experimenten B, C, D, E en F te vergelijken?

Wat kun je besluiten uit de experimenten G en H?

Auxinen vormen een belangrijke groep van hormonen.

Ze stimuleren de lengtegroei van de cellen in de stengel. Ze worden in de meristemen aangemaakt en dan naar de schaduwzijde getransporteerd.

Wanneer het zonlicht echter van één kant komt, zal aan de kant waar het zonlicht invalt op de plant de auxine wat minder aanwezig zijn, terwijl er aan de schaduwkant net meer auxine in de cellen zit. Daarom zullen de

cellen aan de schaduwkant iets langer worden dan de cellen aan de zonkant. De stengel groeit dus krom, omdat de cellen aan de schaduwzijde langer worden.

THEMA 04

hoofdstuk 2

249

Ethyleen

OPDRACHT 13 ONDERZOEK

Een aantal fruitsoorten, zoals appels, peren en bananen, vormen grote hoeveelheden van het gasvormig hormoon ethyleen. Voer de volgende proef uit om de invloed van het hormoon ethyleen op de rijping van fruit te onderzoeken. Onderzoeksvraag

Hypothese

Benodigdheden

Welke invloed heeft ethyleen op de rijping van fruit?

2 (doorzichtige) afsluitbare zakken of bokalen onrijpe kerstomaten rijpe appels

Werkwijze

Plaats in een eerste doorzichtige zak of bokaal een onrijpe kerstomaat en sluit de zak of bokaal af.

Laat een week liggen.

Plaats in een andere doorzichtige zak of bokaal een onrijpe kerstomaat en een appel. De appel mag de tomaat niet raken. Sluit de zak of bokaal af. Waarneming

Wat neem je waar als je de kerstomaten na een week vergelijkt?

Verwerking

Hoe komt het dat de tomaat bij de appel het snelst rijpte?

Besluit

Formuleer een besluit.

Reflectie De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

250

THEMA 04

hoofdstuk 2

Sommige fruitsoorten, zoals appels, produceren een gasvormige stof die de rijping bevordert. Dat gas is ethyleen (etheen). Ethyleen zorgt ervoor dat de vrucht tijdens de rijping een opvallende kleur krijgt en dat er zoete suikers en lekkere geuren gevormd worden. Zo trekt de vrucht de aandacht van

dieren die de vruchten eten en daarmee helpen om de zaden te verspreiden. Ethyleen wordt daarom ook het rijpings- of verouderingshormoon genoemd.

WEETJE

Sommige vruchten, zoals appels, bananen en tomaten rijpen verder nadat ze geplukt worden. Dergelijke

vruchten worden climacterisch fruit genoemd. Omdat onrijp fruit minder snel beschadigd raakt, worden de vruchten geplukt nog voor ze rijp zijn. Ze worden naar verschillende delen van de wereld getransporteerd in gekoelde containers, omdat lage temperaturen de rijping vertragen. Als ze in het land van bestemming

aankomen, wordt de rijping versneld door het fruit met ethyleen in contact te brengen. Zo belandt mooi en onbeschadigd rijp fruit in de winkelrekken. Niet-climacterische vruchten, zoals ananas, druiven en

ClimacterischClimacterisch fruit Climacterisch fruit fruit

sinaasappelen, rijpen niet

of nauwelijks meer nadat ze

Niet-climacterisch Niet-climacterisch fruit Niet-climacterisch fruit fruit

geplukt zijn. Als je een aardbei

te vroeg plukt, blijft ze zuur. De appelslaten appels avocado’s appels avocado’s bananen avocado’s bananen pruimen bananen pruimen pruimen frambozen frambozen sinaasappelen frambozen sinaasappelen aardbeien sinaasappelen aardbeienaardbeien aardbeien enkele dagen liggen, maakt ze wel roder,

maar lekker zoet worden ze niet meer. Niet-climacterisch fruit

druiven kersendruivenkersen citroenen kersencitroenencitroenen

mag je dus pas plukken nadat perziken perziken perenperzikenperen tomatenperentomaten braambessen tomaten braambessen braambessen druiven het aan de plant gerijpt is.

abrikozen

paprika’s paprika’s cashewnoten paprika’s cashewnoten cashewnoten abrikozen kiwi’s abrikozenkiwi’s kiwi’s Plantenhormonen spelen een belangrijke rol in de regeling van

levensprocessen van de plant. Dat bevordert hun overleving en voortplanting. Auxine, ethyleen en abscisinezuur zijn bekende plantenhormonen.

Het hormoon abscisinezuur regelt de sluiting van huidmondjes en beperkt zo waterverlies van de plant.

Auxinen zijn plantenhormonen die vooral worden aangemaakt in de

groeizones van planten en het strekken van de cel (lengtegroei) regelen. Ze zorgen ervoor dat bovengrondse delen naar het licht buigen.

Ethyleen is een gasvormig plantenhormoon dat een belangrijke rol speelt bij fruitrijping. `

Maak oefening 10 t/m 14 op p. 265 en 266.

THEMA 04

hoofdstuk 2

251

2.2 Welke hormonen spelen een rol in de homeostase van het watergehalte?

Net zoals bij dieren, moeten planten hun inwendig milieu zo stabiel mogelijk houden. Dat verschijnsel noemen we homeostase. De regeling van het

watergehalte van de plant noemen we de waterhuishouding. De huidmondjes spelen daarin een belangrijke rol. Het openen en sluiten van de huidmondjes

wordt geregeld door meerdere factoren, zoals licht en luchtvochtigheid, maar ook door hormonen, zoals abscisinezuur.

Als er onvoldoende water beschikbaar is om de sapstroom in stand te

houden, lijden de planten aan droogtestress. Dan verliezen de planten hun bladeren. Ook in het najaar werpen heel wat loofbomen hun bladeren af.

Zo kan de plant overleven zonder sapstroom. Bladval is het gevolg van een samenspel van auxine, ethyleen en abscisinezuur.

• De auxinen die in het blad worden gemaakt, remmen de vorming van een laagje kurk aan de basis van de bladsteel in de afstotingslaag. Daardoor

blijft het blad stevig verbonden met de plant. De productie van auxine is temperatuurgevoelig. Wanneer het in het najaar koeler wordt, daalt de

productie en wordt de vorming van de afstotingslaag niet meer geremd.

• Ook het hormoon abscisinezuur (ABA) zorgt voor minder auxineproductie naarmate het blad veroudert.

• Als de hoeveelheid auxine daalt, wordt de afstotende laag gevoeliger

voor ethyleen. Dat hormoon veroorzaakt de afbraak van de celwanden

in de afstotingslaag, waardoor de basis van de bladsteel verzwakt.

Tegelijk zorgt ethyleen voor de vorming van een kurklaagje, zodat de

transportvaten worden afgesloten. Je kunt dat zien aan het bladlitteken.

Dankzij het kurklaagje wordt het waterverlies beperkt als het blad valt en

Afb. 111 Bladlitteken

zo kan de plant overleven zonder sapstroom.

Onder invloed van zijn eigen gewicht en het spel van de wind zal het blad na enige tijd afvallen.

Het watergehalte in de plant wordt geregeld door meerdere

plantenhormonen. Die werken samen om het intern milieu, zoals het

watergehalte, in evenwicht te houden. Plantenhormonen spelen, net als de

252

THEMA 04

hoofdstuk 2

hormonen in dieren, een belangrijke rol in de homeostase van het inwendig milieu.

droogtestress

transport naar de bladeren via floëem

transport naar de stengel via floëem

aanmaak ABA door wortels

MERISTEEM

huidmondjes sluiten

BEPERKING WATERVERLIES

lage temperatuur

in de deelweefsels wordt de aanmaak van auxine geremd

kurkvorming

stimuleren van ethyleen

Afb. 112 Samenwerking van plantenhormonen bij het remmen van waterverlies

bladval

afbraak celwanden in de afstotingslaag

Plantenhormonen spelen een rol bij het regelen van het watergehalte in planten:

• het waterverlies via de huidmondjes wordt geregeld door abscisinezuur;

• bij droogtestress en bij koude regelen auxine, abscisinezuur en

ethyleen samen de bladval. Zo gaat er geen water verloren via de huidmondjes.

Plantenhormonen werken samen om de homeostase van het

watergehalte in stand te houden. `

Maak oefening 15 en 16 op p. 266.

THEMA 04

hoofdstuk 2

253

2.3 Hoe wordt de werking van planten geregeld?

Plantenhormonen

Plantenhormonen zijn signaalstoffen: ze brengen een boodschap over van de OPDRACHT 14

Lees de artikels en vul de tabel in.

WATER

ene naar de andere plaats in de plant. We bestuderen twee voorbeelden.

Dat wortels naar beneden groeien onder invloed van de zwaartekracht en hoe het hormoon auxine daarin een rol speelt, heb je al geleerd. Omdat water normaal gezien in de grond zit, was het tot voor kort onduidelijk of de aanwezigheid van water ook een invloed heeft op de groeirichting van de wortels. In het internationale ruimtestation (ISS) kan het effect van water op de wortelgroei worden bestudeerd, zonder dat de zwaartekracht een invloed heeft. Het blijkt dat de wortels van de plant naar het water toegroeien, ook als water zich aan de zijkant van de plant bevindt. Men gaat ervan uit dat de beweging van het water kleine trillingen veroorzaakt. Die trillingen veroorzaken lichte vervormingen van receptorcellen in de plant. Als gevolg van de vervorming worden minimale hoeveelheden van het hormoon auxine geproduceerd. Auxine kan binden op alle cellen van de plant. De cellen zijn auxinegevoelig, omdat ze moleculen bevatten waarop auxine past. Auxine verandert de werking van die cellen, zodat die kunnen reageren en hun groeirichting aanpassen.

254

THEMA 04

hoofdstuk 2

Druk en beschadiging

prikkel

receptor

Als een druppel regen een blad raakt, verspreiden kleine druppeltjes zich in alle richtingen. Omdat die druppeltjes bacteriën, virussen of sporen van schimmels kunnen bevatten, is dat gevaarlijk voor de plant. Ook naburige BEKIJK VIDEO planten kunnen schade ondervinden, want één enkel druppeltje kan de ziekteverwekkers tot wel tien meter ver verspreiden over de omringende planten. Als reactie op de regendruppels, lichte aanrakingen of bij beschadiging, produceren de betrokken cellen bepaalde stoffen. Die veroorzaken in onbeschadigde cellen de aanmaak van meerdere hormonen, waaronder jasmijnzuur. Dat hormoon verspreidt zich via het floëem van blad tot blad en via de lucht naar andere niet-beschadigde plantendelen of naar naburige planten. Jasmijnzuur veroorzaakt daar bijna onmiddellijk het optreden van meerdere verdedigingsmechanismen van de plant, zoals de productie van giftige stoffen, of de aanmaak van extra dikke celwanden, waardoor cellen minder goed kunnen worden aangetast. Ook de aanmaak van nog andere hormonen, zoals ABA, auxine en ethyleen, kan worden gestimuleerd.

geleiding

effector

reactie

THEMA 04

hoofdstuk 2

255

Plantenhormonen zijn, net als hormonen bij dieren, signaalstoffen die een boodschap overbrengen tussen de receptor en de effector. De receptoren

zijn de cellen die de prikkel detecteren. Net zoals bij dieren, produceren die cellen ook de hormonen. De hormonen binden met welbepaalde moleculen

van andere cellen, de effectoren. Alleen als een welbepaald hormoon op een welbepaalde effector bindt, zoals een sleutel op een slot, wordt een reactie uitgelokt. Door de reactie neemt de overlevings- of voortplantingskans van de plant toe.

Het werkingsmechanisme van plantenhormonen lijkt dus sterk op dat bij

Welke andere mechanismen regelen de werking van planten?

dieren.

Je leerde dat reacties van planten, net zoals bij dieren, door hormonen kunnen worden geregeld, waardoor ze veranderingen in hun omgeving

kunnen opvangen. Daarnaast beschikken ze ook over andere mechanismen om signalen door te geven.

OPDRACHT 15

Bestudeer de voorbeelden en zoek hoe planten signalen kunnen geleiden. Vul de tabel aan. Beschadiging

Rozenblaadjes zijn gevoelig voor bladluizen. De diertjes voeden zich met het floëemsap van jonge plantendelen, dat veel voedingsstoffen bevat.

Als bladluizen cellen beschadigen, komen stoffen uit die cellen vrij. Als die stoffen binden op

receptoren, start de productie van glutamaat. Glutamaat verandert de eigenschappen van het

celmembraan, waardoor geladen deeltjes zich van cel naar cel kunnen verplaatsen. Zo ontstaat een

elektrisch signaal doorheen (delen van) de plant die de productie van afweerstoffen op gang brengt. Die afweerstoffen maken de plant minder appetijtelijk om de vraat te verminderen. Aanraking

Het kruidje-roer-mij-niet is een kruidachtige

plant die aantoont dat planten heel snel kunnen reageren. Als de plant wordt

aangeraakt of door de wind beweegt, gaan de blaadjes ‘dicht’. Ook belichting heeft

BEKIJK VIDEO

een invloed, want ’s nachts zijn de blaadjes samengevouwen.

Bij aanraking worden specifieke cellen

geprikkeld waardoor een elektrisch signaal ontstaat. Dat signaal verspreidt zich over de plant. Op de

plaats waar blaadjes aan de steel vasthangen, zit een bladscharnier. Dat is een zwelling met cellen die snel water verliezen als ze een elektrisch signaal ontvangen. Als die cellen water verliezen, bewegen de blaadjes.

256

THEMA 04

hoofdstuk 2

Planten reageren op beschadiging

Planten reageren op aanraking

prikkel receptor signalen

effector reactie

Planten hebben geen zenuwstelsel, maar ze kunnen toch informatie verspreiden met behulp van elektrische signalen.

• De prikkels worden opgevangen door receptoren. Zo zijn sommige cellen extra gevoelig voor aanraking.

• Na ontvangst van de prikkel verspreiden geladen deeltjes zich over de plant. Er ontstaat er een elektrisch signaal.

• De geladen deeltjes worden naar de effectoren gestuurd. De

plantendelen die gevoelig zijn voor die geladen deeltjes, kunnen daarop

reageren, zoals de bladscharnieren bij het kruidje-roer-me-niet.

• Door de reactie stijgt de overlevings- en voortplantingskans van de plant.

Planten worden voortdurend blootgesteld aan veranderingen in hun

omgeving. In tegenstelling tot dieren, kunnen planten zich niet verplaatsen

als de omgeving ongunstig is. Daardoor hebben ze in de loop van de evolutie meerdere mechanismen ontwikkeld om ongeschikte veranderingen op te vangen.

Omdat planten zich niet naar een andere omgeving kunnen verplaatsen,

moeten ze reageren op veranderingen in hun omgeving om te overleven. • Net zoals bij dieren, coördineren hormonen de reacties die nodig zijn om de kans op overleving en voortplanting te verhogen. De

plantenhormonen fungeren als signaal tussen prikkel en effector. Auxine, abscisinezuur, ethyleen en jasmijnzuur zijn enkele voorbeelden van plantenhormonen.

• Planten gebruiken ook elektrische signalen om informatie

te verspreiden. Daarvoor beschikken ze echter niet over een

zenuwstelsel, zoals dat bij dieren het geval is.

Maak oefening 17 op p. 266.

THEMA 04

hoofdstuk 2

257

THEMASYNTHESE

Transport in de plant Planten zijn opgebouwd uit wortel, stengel, blad en bloem.

• Om in hun voedingsstoffen te voorzien is fotosynthese noodzakelijk. De CO2 die daarvoor nodig is, nemen de planten op via de open huidmondjes.

• Ook water is belangrijk voor de plant. Als de cellen minder water bevatten, daalt de vloeistofdruk in de cellen en verliezen ze hun stevigheid. Water is nodig voor het transport van opgeloste stoffen naar alle cellen van de plant en voor de fotosynthese. Omdat water verdampt langs de open huidmondjes, moet het voortdurend aangevuld worden vanuit de bodem.

• Het transport van water gebeurt opwaarts langs de houtvaten van het xyleem en is mogelijk dankzij: — capillaire krachten tussen watermoleculen en de transportvaten, — worteldruk,

— transpiratiezuiging.

Dankzij die processen is er opwaarts transport mogelijk.

zonlicht

huidmondje

verdampen H2O

CO2

O2-gas

omgevingstemperatuur

waterdraden

aanzuigen H2O

Het transport van assimilaten en plantenhormonen gebeurt via de zeefvaten van het floëem.

Rol van de huidmondjes – homeostase

Afhankelijk van de hoeveelheid beschikbaar water gaan de huidmondjes open of dicht. Ook het plantenhormoon

abscisinezuur beïnvloedt het sluiten van de huidmondjes. Zo wordt de waterhuishouding aangepast naargelang de omstandigheden.

Als er geen sapstroom is, kan het water niet vanuit de bodem worden aangevuld. De bladeren verliezen is een

manier om waterverlies te beperken. Bladval wordt geregeld door een samenwerking tussen meerdere hormonen. De werking van planten is erop gericht om het watergehalte in evenwicht te houden; dat is homeostase.

258

THEMA 04

themasynthese

GELEIDING

RECEPTOR

huidmondjes sluiten zich ABA

EFFECTOR geen fotosynthese geen waterverlies via huidmondjes

in de cellen daalt

stopt

vloeistofdruk

transpiratiezuiging

geen verdamping

via huidmondjes waardoor het watergehalte

REACTIE

in de plant stijgt

geen transpiratiestroom

wind

door worteldruk en

capillaire krachten stijgt

droge omgeving

PRIKKEL donker PRIKKEL

het watergehalte in de plant

HOMEOSTASE

de vloeistofdruk in de cellen is in evenwicht

licht

hoge temperaturen

watergehalte in de

windstil

plant neemt af

vochtige bodem

hoge temperatuur

hoge luchtvochtigheid

CO2-opname

fotosynthese

REACTIE

water verdampt

RECEPTOR

met als gevolg

vloeistofdruk

in de cellen stijgt

huidmondjes openen zich EFFECTOR

THEMA 04

themasynthese

259

Planten als systeem Om te functioneren en ook om de homeostase in stand te houden, werken planten volgens het bekende regelsysteem:

Prikkels zoals:

• beschadiging, bijvoorbeeld door bladluizen,

prikkel

• aanraking,

• de hoeveelheid water, de aanwezigheid van voedingsstoffen of hormonen, de zwaartekracht en licht.

Planten hebben enkele specifieke receptorcellen, zoals de fotoreceptoren

en cellen die gevoelig zijn voor aanraking of voor trillingen. Andere prikkels

receptor

kunnen door alle cellen worden opgevangen, zoals een beschadiging, of de aanwezigheid van water en hormonen.

De receptorcellen kunnen hormonen produceren, zoals auxine bij belichting of abscisinezuur bij watertekort. Andere receptorcellen veroorzaken de

geleider

verplaatsing van geladen deeltjes en zorgen zo voor een elektrisch signaal.

Dat heb je gezien in het voorbeeld van de rups die aan de blaadjes van een

effector

plant at.

Alle plantencellen zijn gevoelig voor plantenhormonen. Elke cel kan dus op auxine of op abscisinezuur reageren. Om op een bepaald plantenhormoon

te kunnen reageren, is het nodig dat het hormoon op de effector kan binden zoals een sleutel op een slot, net als bij dieren. Ook de elektrische signalen kunnen alle cellen beïnvloeden. Bij planten zijn de effectoren dus geen

specifieke weefsels of organen.

reactie

De reactie van planten is afhankelijk van het weefsel waarin de effector ligt. Zo zal auxine in de top van de plant zorgen voor fototropie. De

bladscharnieren reageren op elektrische signalen door water af te geven:

andere cellen van dezelfde plant ontvangen die geladen deeltjes ook, maar reageren er niet zichtbaar op.

In alle gevallen heeft de reactie van planten als gevolg dat de overlevings- of voortplantingskansen van een plant

verbeteren.

260

THEMA 04

themasynthese

BEKIJK DE KENNISCLIP

CHECKLIST

NOG OEFENEN

1 Begripskennis • Ik kan de hoofddelen van de plant op een echte plant, foto of tekening herkennen.

• Ik kan een micropreparaat van de wortel, stengel en blad herkennen.

• Ik kan de volgende weefsels herkennen op een micropreparaat van de

wortel, stengel en blad: xyleem, floëem, vulweefsel, epidermis en cortex.

• Ik kan huidmondjes op een preparaat van een blad herkennen. • Ik kan het transport van assimilaten in de plant toelichten.

• Ik kan de weg van het transport van stoffen op een tekening aanduiden.

• Ik kan het opwaarts transport verklaren met de volgende begrippen: capillaire krachten, worteldruk en transpiratiedruk.

• Ik kan de waterhuishouding in de plant toelichten met behulp van een gegeven schema.

• Ik kan aan de hand van voorbeelden aantonen dat hormonen de overlevingskans van planten bevorderen.

• Ik kan met voorbeelden toelichten dat een hormoon een invloed heeft op de plant.

• Ik kan met behulp van een schema verklaren hoe hormonen samenwerken om de bladval te regelen.

• Ik kan met voorbeelden aantonen dat planten werken als een systeem.

2 Onderzoeksvaardigheden

• Ik kan een onderzoeksvraag formuleren aan de hand van een aantal criteria.

• Ik kan een hypothese formuleren in functie van de onderzoeksvraag.

• Ik kan een experiment uitvoeren en de nodige gegevens verzamelen. • Ik kan een waarneming interpreteren en verklaren.

• Ik kan een besluit formuleren op basis van de verzamelde gegevens. • Ik kan reflecteren over een onderzoek. Je kunt deze checklist ook op

invullen bij je portfolio.

THEMA 04

checklist

261

CHECK IT OUT

Î Ik snak naar water Tijdens de CHECK IN van dit thema heb je gemerkt dat de plant reageert op een droge en een vochtige bodem. 1

Waarom hangen de blaadjes van een basilicumplant als de wortel zich in een droge

Waarom zijn de blaadjes weer fris en stevig als de wortel van de basilicumplant zich in een

Hoe regelt de basilicumplant zijn waterhuishouding?

vochtige omgeving bevindt?

omgeving bevindt?

262

Waarom kunnen planten, zoals lavendel, wel overleven in een droge omgeving zoals die in Zuid-Europa te vinden is?

THEMA 04

check it out

AAN DE SLAG

Welk weefsel zorgt voor transport van stoffen van de wortel tot het blad? Kruis het juiste antwoord aan. parenchym

xyleem floëem

epidermis

Welke weefsels doorkruist water uit de bodem achtereenvolgens om tot in het xyleem te geraken?

Definieer het begrip ‘assimilatie’.

xyleem

In de bladeren is glucose aangemaakt. Bepaalde glucosemoleculen zullen naar de cellen van de hoofdwortel De cellen van … het xyleem de cortex

het floëem

de epidermis

Bestudeer de microscopische doorsnede van het blad.

gaan. Welke cellen van de hoofwortel zullen eerst die glucosemoleculen ontvangen? Kruis aan.

Welke stoffen, die nodig zijn voor de fotosynthese, worden vanuit de wortel via het transportweefsel vervoerd tot in het blad?

b Welke stoffen, die nodig zijn voor de fotosynthese, komen het blad binnen via de huidmondjes? c

Welke stoffen, geproduceerd tijdens de fotosynthese, verlaten de plant?

THEMA 04

aan de slag

263

d Welke weefsels in het blad herken je op de figuur van de bladdoorsnede? Benoem ze. e

Als je rozen in een vaas zet, is het raadzaam om regelmatig van de stengels een stukje af te snijden.

Welke mechanismen van watertransport komen in iedere plant voor?

Waarom moet je dat doen?

Teken met pijltjes de plaats waar de gasuitwisseling plaatsvindt.

b Welke mechanismen zorgen voor het transport bij dit rozenboeket?

De bladeren van helmgras of bamboe rollen zich over de lengte op als de plant zich in een droge omgeving

bevindt. Wat is het nut daarvan?

264

THEMA 04

aan de slag

In een serre bevinden zich tomatenplanten. Hoe kun je ervoor zorgen dat de huidmondjes van de bladeren zich op een natuurlijke manier sluiten, zodat de planten geen water verliezen? Noteer drie manieren.

Kruis aan welke kenmerken van dierlijke hormonen we aantreffen bij plantenhormonen.

Plantenhormoon?

Kenmerk dierlijk hormoon

De productie wordt uitgelokt door inwendige en uitwendige prikkels. Aangemaakt door kliercellen

De hormoonproducerende cellen zijn ook de receptorcellen.

Hormonen worden verspreid over alle weefsels van het organisme. Hormonen worden verspreid via een transportstelsel. Hormonen zijn signaalstoffen.

Hormonen fungeren als geleider omdat ze een schakel vormen tussen receptor en effector.

Werken in op cellen met specifieke receptoren.

Een hormoon kan op een of meerdere soorten cellen inwerken.

Een hormoon werkt in heel lage dosissen.

Wat is het gevolg van het aanbrengen van abscisinezuur op planten?

Snijbloemen verwelken veel sneller als ze naast een fruitschaal met appelen of bananen staan. Hoe zou dat

komen?

Wanneer fruit rijpt, krijgt het vaak een rode of gele kleur. Wat is het voordeel van die kleur?

THEMA 04

aan de slag

265

Heel wat landbouwers in Florida lieten hun fruit rijpen in schuren waar kerosinebranders aanwezig waren.

Toen ze die door moderne verwarmingstoestellen vervingen, rijpte het fruit niet meer. Hoe zou dat komen?

Illustreer met een voorbeeld of schema hoe een plant een nieuw evenwicht bereikt na een gebeurtenis, zoals

Welke hormonen zijn bij de bladval betrokken?

In tegenstelling tot dieren kunnen planten zich niet verplaatsen als de omgeving ongunstig is. Daardoor

droogte of verplaatsing.

hebben ze in de loop van de evolutie meerdere mechanismen ontwikkeld om ongeschikte veranderingen op te vangen. Vul de tabel aan.

Planten reageren op licht

Planten reageren op aanraking

prikkel

receptor

receptoren in het blad

signalen

effector

cellen worden langer

reactie

Verder oefenen? Ga naar

266

THEMA 04

aan de slag

lengtegroei

samenvouwen

Notities

267

LABO'S

Onderzoek 1: Onderzoek waar de chemoreceptoren voor smaak liggen.

269

Onderzoek 2: Voer een dissectie van het oog uit. 271

Onderzoek 3: Onderzoek hoe lichtstralen zich in het oog verplaatsen.

Onderzoek 4: Onderzoek hoe de ongelijke verdeling van ionen ontstaat in een neuron.

Onderzoek 5: Onderzoek welke processen zich afspelen in het celmembraan bij een actiepotentiaal.

273

Onderzoek 7: Onderzoek welk bewijs er is voor het transport van hormonen via de bloedbaan.

275

Onderzoek 8: Neem het transportweefsel waar bij een selderplant.

279

Onderzoek 6: Ga op zoek naar zenuwen in een kippenvleugel aan de hand van een dissectie.

268

LABO Naam:

ONDERZOEK

Klas:

Nummer:

Onderzoek waar de chemoreceptoren voor smaak liggen. 1

Waar bevinden zich de chemoreceptoren voor smaak? Hypothese

Kruis een hypothese aan.

De chemoreceptoren bevinden zich in de huid.

De chemoreceptoren bevinden zich in de mond. De chemoreceptoren bevinden zich in de neus.

Onderzoeksvraag

De chemoreceptoren bevinden zich in de mond en de neus.

Benodigdheden

blinddoek

vier bekers water

vier verschillende voedingsstoffen of dranken met dezelfde textuur (moes van bv. appel, kiwi, aardbei, meloen of lauwe thee van kamille, munt, bosbessen …)

Werkwijze

Blinddoek een klasgenoot.

Laat je klasgenoot de mond spoelen met wat water en laat hem of haar nu (nog steeds met dichtgeknepen

Laat je geblinddoekte klasgenoot met dichtgeknepen neus van een van de stoffen proeven. Vraag je

klasgenoot welke stof hij of zij denkt te proeven. Noteer het antwoord in de tabel met waarnemingen.

waarnemingen telkens in de tabel.

Laat je geblinddoekte klasgenoot ruiken aan de verschillende stoffen en vraag of hij/zij de stoffen herkent. Noteer de antwoorden in de tabel.

Laat je geblinddoekte klasgenoot de stoffen proeven zonder dichtgeknepen neus om na te gaan of hij/zij de stoffen herkent. Vul de laatste kolom van de tabel aan.

neus en blinddoek op) de andere stoffen proeven. Laat bij elke nieuwe stof de mond spoelen. Noteer de

LABO

onderzoek 1

269

LABO Naam:

Waarneming

Klas:

Verwerking

Vul voor elke stof de waarnemingen aan.

Wat wordt geproefd met neus dicht?

Besluit

Reflectie

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

Noteer een besluit.

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

270

LABO

Wat wordt geroken?

onderzoek 1

Wat wordt geproefd met neus open?

Aangeboden stof

Nummer:

LABO Naam:

ONDERZOEK

Klas:

Nummer:

Onderzoek hoe lichtstralen zich in het oog verplaatsen. 1

Wat gebeurt er met lichtstralen bij de overgang van de ene naar de andere stof? Hypothese

Onderzoeksvraag

Benodigdheden Materiaal

Stoffen

bekerglas (100 ml)

50 ml water

twee pipetten (10 ml)

10 ml olie

potlood

10 ml ethanol

TIP

! VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Scan de QR-code om de

Check steeds goed de

labomaterialen te ontdekken.

van alle stoffen en materialen. Ethanol

H 225, P 210

H- en P-ZINNEN

LABOMATERIAAL

veiligheidsmaatregelen en gevaren

Werkwijze

Neem het bekerglas en zet er een potlood in.

Voeg met de andere pipet 10 ml ethanol toe door het langs de rand van het glas naar beneden te druppelen.

2 3

Vul het bekerglas voor de helft met water (50 ml). Druppel daarop met een pipet 10 ml water. Waarneming

Wat neem je waar als je door het bekerglas naar het potlood kijkt?

Verwerking

Licht verplaatst zich in een rechte lijn, maar bij de overgang van de ene naar de andere stof kan de straal ‘gebroken’ worden. We noemen dat de lichtbreking.

LABO

onderzoek 3

271

LABO Naam:

Besluit Licht breekt op het scheidingsvlak tussen twee verschillende stoffen. Het volgt een andere richting. Reflectie

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

invallend

gereflecteerd licht

licht

geabsorbeerd

gebroken en

lucht water

doorgelaten licht

272

Nummer:

Klas:

LABO

onderzoek 3

LABO Naam:

ONDERZOEK

Klas:

Nummer:

Ga op zoek naar zenuwen in een kippenvleugel aan de hand van een dissectie. 1

Onderzoeksvraag

Hypothese

Benodigdheden draagblad

TIP

Scan de QR-code om de

labomaterialen te ontdekken.

handschoenen

Isoleer het deel van de zenuw dat doorheen de onderarm van een kip loopt in een petrischaal.

schaar pincet

LABOMATERIAAL

petrischaal

kippenvleugel

! VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT

Zodra je de kippenvleugel hebt aangeraakt, raak dan niets meer aan buiten je draagblad. Raak zeker je

gezicht of je mond niet aan. Houd je kippenvleugel en je instrumenten altijd op het draagblad.

Doe onmiddellijk na het practicum je kippenvleugel en het afval daarvan in de daartoe bestemde

container. Gooi ook je handschoenen weg in de daartoe bestemde afvalzak. Bezorg je draagblad met alle instrumenten aan je leerkracht.

Gebruik water en schoonmaakmiddel voor het reinigen van je labotafel. Was ten slotte je handen uitvoerig met water en zeep.

LABO

onderzoek 6

273

LABO Naam:

Knip door de huid heen aan de zijde van de plooier of biceps van het ellebooggewricht. Je krijgt een V-vorm in de doorgeknipte huid.

Gebruik je duimen en je schaar om de huid rond de onderarm te verwijderen. Ga daarbij met je duimen onder de huid. Let op: beschadig de spier niet.

Je kunt nu de spierbundels zien, aan het uiteinde liggen pezen. Als je goed kijkt, zie je in het midden van de

vleugel een dun wit lijntje lopen volgens de lengte van de onderarm. Dat is een zenuw. Die ligt tussen twee spiergroepen in.

Wanneer je de zenuw niet meteen vindt, zoek dan naar wat samenhangend wit bindweefsel met kleine bloedvaatjes, daarin zit de zenuw.

Haal de spiergroepen voorzichtig uit elkaar zonder de zenuw te beschadigen. Nu de spierbundels loszitten,

kun je voorzichtig de zenuw isoleren van de spieren en het bot.

Knip de zenuw aan de uiteinden door en leg hem in een petrischaal.

Bezorg het stukje zenuw aan je leerkracht. Waarneming

Verwerking

Reflectie

Besluit

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat:

b Tijdens dit labo heb ik ordelijk en hygiënisch gewerkt. Goed op weg

Gedreven

In ontwikkeling

Onvoldoende

Ik draag altijd zorg voor

De leerkracht moet me

Ik heb geen respect

respectvol om te gaan

moet mij zelden

materiaal om te gaan.

op.

het materiaal. Ik spoor

de anderen ook aan om met het materiaal. Ik ruim altijd spontaan

op en zorg ook dat de

anderen in mijn groep

dat doen.

274

Nummer:

Werkwijze 1

Klas:

LABO

onderzoek 6

het materiaal van de

school. De leerkracht

zeggen dat ik nog moet opruimen.

regelmatig aansporen voorzichtig met het

Ik vergeet vaak op te ruimen.

voor het materiaal van de school. Ik ruim niet

LABO Naam:

Klas:

Nummer:

ONDERZOEK

Onderzoek welk bewijs er is voor het transport van hormonen via de bloedbaan. Hormonen worden door endocriene klieren in de bloedbaan gebracht. Om te begrijpen hoe dat werd ontdekt, onderzoek je eerst hoe de vertering van voedsel in de darmen van een hond gebeurt. Bestudeer daarna het wetenschappelijk experiment, en formuleer pas daarna de onderzoeksvraag en de besluiten bij dit onderzoek. Voorbereiding Beantwoord de vragen vanuit het gegeven regelsysteem voor het aanmaken van spijsverteringssappen door de

pancreas van een hond:

prikkel

voedselbrij in de darm

receptor

groepjes S-cellen in de twaalfvingerige darm

effector

secretine in de bloedbaan

twaalfvingerige darm

groepjes pancreascellen

met afvoerbuisjes naar de

pancreas

twaalfvingerige darm

verteringssappen aanmaken

reactie

maag

geleider

In dit regelsysteem is er sprake van exocriene klieren die verteringssappen maken. Leg uit welke.

Leg uit waarom die klieren een effector zijn.

Toch zijn het niet die exocriene kliertjes die de prikkel opmerken. Welke cellen detecteren de prikkel?

Welke stof wordt er door de receptorcellen aangemaakt?

Welk effect heeft dat secretine?

LABO

ONDERZOEK 7

275

LABO Naam:

Klas:

Nummer:

Onderzoeksvraag Formuleer een onderzoeksvraag.

Hypothese

Mogelijk is er geen informatieoverdracht via het zenuwstelsel nodig tussen hersenen en pancreas om toch 3

verteringssappen aan te maken. Benodigdheden

Werkwijze DEELONDERZOEK 1 1

Bij een hond wordt de zenuw die zorgt voor de

Met een sonde meet men in de twaalfvingerige darm

stimulering van de alvleesklier verdoofd.

verdoofde motorische zenuw naar pancreas

Daarna krijgt de hond brokken om te eten.

welke verteringssappen de alvleesklier aanmaakt als de hondenbrokken daar toekomen.

DEELONDERZOEK 2

2 3

twaalfvingerige darm pancreas

Bij twee honden wordt de zenuw die zorgt voor de stimulering van de alvleesklier verdoofd.

bloedbaan

Een van beide honden krijgt daarna hondenbrokken te eten.

Het bloed van beide honden wordt nu uitgewisseld door de bloedbanen op mekaar aan te sluiten.

Met een sonde meet men in de twaalfvingerige

darm van beide honden welke verteringssappen de pancreas aanmaakt.

twaalfvingerige darm

maag

Waarneming

Deelonderzoek 1: De pancreas van de hond produceert verteringssappen.

Deelonderzoek 2: De pancreas van beide honden produceert verteringssappen na bloeduitwisseling.

276

LABO

ONDERZOEK 7

LABO Naam:

Verwerking

Besluit

Klas:

Nummer:

Formuleer een besluit voor de twee deelonderzoeken.

Deelonderzoek 2:

Reflectie

Deelonderzoek 1:

LABO

ONDERZOEK 7

277

Notities

278

LABO Naam:

ONDERZOEK

Klas:

Nummer:

Neem het transportweefsel waar bij een selderplant. 1

Welke weg volgt het water in de selderplant? Hypothese

Afb. 113 Apium graveolens var. Dulce

Noteer een hypothese.

Benodigdheden Materiaal

Stoffen

snijselderplant (Apium

prepareernaald pincet

bekerglas

dekglaasje

wortel

scherp mesje

scheermesje (of microtoom) druppelpipet

voorwerpglaasje keukenpapier

lichtmicroscoop

Werkwijze

met fijne punt

eosine B-oplossing (CI 45400)

graveolens var. dulce) met

Onderzoeksvraag

Vul het bekerglas met water en voeg er enkele druppels eosine aan toe zodat het water een duidelijke,

Snijd met een scherp mesje de stengel los van de wortel.

2 4

Breng de selderplant met wortel in het water en laat deze een viertal dagen staan. Neem macroscopisch waar.

Snijd vervolgens met een scherp mesje de bladsteel door. Neem macroscopisch waar.

Neem een bladsteel, leg het scheermesje plat op het snijvlak en snijd terwijl je drukt op het mesje een zo dun mogelijk

plakje. Snijd altijd van je weg zodat je je niet kunt kwetsen.

blauwe kleur krijgt.

TIP

Als er een microtoom in de klas aanwezig is, kun je dit toestel gebruiken om gemakkelijk dunne plakjes te

snijden. Vraag aan je leerkracht hoe je dit hulpmiddel moet gebruiken.

6 7

Druppel met een druppelpipet een druppel water op een voorwerpglaasje.

Leg met de pincet voorzichtig het dunne plakje van de

dwarsdoorsnede van de bladsteel op het voorwerpglaasje in de druppel. Als het plakje zich plooit, strek je met de prepareernaald het plakje glad.

LABO

onderzoek 8

279

LABO Naam:

Klas:

Nummer:

Leg vervolgens het dekglaasje erop volgens de regels van de kunst. Als er zich te veel vocht rondom het dekglaasje bevindt, kun je met keukenpapier het overtollige vocht opnemen.

Leg vervolgens het preparaat onder de microscoop en stel scherp. Neem microscopisch waar. Waarneming

Macroscopische waarneming a

Wat neem je waar als je de volledige plant uit de vloeistof haalt?

Wat neem je waar op het snijvlak als je een bladsteel doorsnijdt?

Microscopische waarneming a

b Wat neem je waar op het snijvlak als de stengel wordt losgesneden van de bijwortels?

Welke vergroting gebruik je voor de microscopische waarneming?

Verwerking

b Wat neem je waar als je een dwarsdoorsnede van een bladsteel onder de microscoop legt?

Besluit

Reflectie

De uitvoering van de proef verliep vlot / niet vlot (schrap wat niet past), omdat

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

280

LABO

Hoe kun je de werking van pesticiden verklaren met dit labo?

onderzoek 8

GENIE Biologie GO! 3.1 leerschrift

Articles inside

CHECKLIST

CHECK IT OUT

THEMASYNTHESE

in de plant?

1.4 Hoe wordt de waterhuishouding geregeld?

van het watergehalte?

2.3 Hoe wordt de werking van planten geregeld?

doorheen de plant vervoerd?

CHECK IN

THEMASYNTHESE

CHECKLIST

2.2 Hoe werkt het hormonale stelsel samen met het zenuwstelsel?

van hormonen?

1.4 Hoe worden hormonen door het lichaam verspreid?

1.6 Welke eigenschappen hebben hormonen?

CHECK IN

VERKEN

zorgen?

1.3 Welke receptoren vangen de prikkels op?

AAN DE SLAG OEFEN OP DIDDIT ©VAN IN

Checklist

Hoofdstuksynthese

3.3 Hoe reageren spieren op impulsen van het zenuwstelsel?

Checklist

CHECK IT OUT

THEMASYNTHESE

Hoofdstuksynthese

van een prikkel? 2.5 Hoe draagt het zenuwstelsel bij tot homeostase?

2.2 Hoe worden gewilde bewegingen geregeld?

2.3 Hoe worden reflexen geregeld?

2.4 Hoe verwerkt het centrale zenuwstelsel de informatie

1.4 Hoe wordt de impulsgeleiding versneld?

Checklist

2.1 Langs waar verplaatst een impuls zich door het lichaam?

1.2 Hoe geven neuronen informatie door over een lange afstand?

VERKEN

CHECK IT OUT

THEMASYNTHESE

CHECK IN

Checklist

3.6 Waar liggen de fotoreceptoren en hoe zijn ze opgebouwd?

Hoofdstuksynthese

3.5 Hoe zorgt het oog voor een scherp beeld?

het oog gevormd?

3.3 Hoe regelt het oog de hoeveelheid doorgelaten licht?

Checklist Portfolio ©VAN IN

3.2 Welke structuren liggen in het oog?

2.2 Hoe activeert een prikkel een receptor?

Hoofdstuksynthese

Checklist

CHECK IN

Hoofdstuksynthese

STARTEN MET GENIE

GENIE EN DIDDIT

1 Welke structuren maken het een organisme mogelijk om in te spelen op waarneembare veranderingen?

1.2 Welke soorten prikkels kunnen organismen waarnemen?

we prikkels waarnemen?

1.4 Langs waar wordt de informatie van prikkels doorgegeven?