GENIE Biologie GO! - 3.1 leerschrift (ed. 2024)

Proefversie©VANIN

GENIE

Proefversie©VANIN

HOE WORDT DE WERKING VAN EEN ORGANISME GEREGELD?

Proefversie©VANIN

THEMA 01: REGELSYSTEMEN BIJ ORGANISMEN

THEMA 02: EEN LICHAAM IN BALANS DANKZIJ HET ZENUWSTELSEL

THEMA 03: EEN LICHAAM IN BALANS DANKZIJ HET HORMONALE STELSEL

THEMA 04: HOMEOSTASE BIJ PLANTEN

LABO’S

STEM-VAARDIGHEDEN (VADEMECUM)

STARTEN MET GENIE

1 Opbouw van een thema

Proefversie©VANIN

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.

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.

LEREN LEREN

Proefversie©VANIN

LABO’S

Ga zelf op onderzoek! Op het einde van het leerschrift staan een aantal labo’s om verder experimenten uit te voeren.

• In de linkermarge naast de theorie is er plaats om zelf notities te maken. Noteren tijdens de les helpt je om de leerstof actief te verwerken.

• Op vind je alternatieve versies van de themasynthese.

• Op vind je per themasynthese een kennisclip waarin we alles voor jou nog eens op een rijtje zetten.

2

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 deze rode kaders.

Proefversie©VANIN

VEILIGHEIDSVOORSCHRIFT !

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

Een weetjeskader geeft extra verduidelijking of illustreert de leerstof met een extra voorbeeld.

OPDRACHT 11 DOORDENKER

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

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

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

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 …;

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

• een overzicht van gevarensymbolen en P- en H-zinnen;

• een overzicht van grootheden en eenheden;

• een overzicht van labomateriaal en labotechnieken;

• …

TIP

GENIE EN DIDDIT

HET ONLINELEERPLATFORM

BIJ GENIE

Proefversie©VANIN

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

• De leerstof kun je inoefenen op jouw niveau.

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

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

Hier kan de leerkracht toetsen en taken voor jou klaarzetten.

Benieuwd hoever je al staat met oefenen en opdrachten? Hier vind je een helder overzicht van je resultaten.

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

• 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!

Proefversie©VANIN

THEMA 01 REGELSYSTEMEN

ZORGEN VOOR HOMEOSTASE

BIJ ORGANISMEN

Proefversie©VANIN

Î Waarom heb ik dorst?

Bekijk de infografiek en beantwoord de vragen.

1 Uit hoeveel procent water bestaat het lichaam van een 14-jarige?

2 Waarvan is het percentage water in je lichaam volgens deze figuur afhankelijk?

3 Op welke manieren verliest je lichaam water?

Proefversie©VANIN

4 Hoe weet je wanneer je watergehalte in je lichaam te laag is?

5 Waaraan merk je dat je dorst hebt?

6 Wat doe je als je dorst hebt?

OM OVER NA TE DENKEN

Schoon drinkwater mag dan door velen als een fundamenteel recht worden beschouwd, maar liefst 800 miljoen mensen op deze wereld hebben er geen toegang toe. In bepaalde delen van de wereld is drinkbaar leidingwater niets meer dan een droom en voor veel mensen komt hun drinkwater uit vervuilde rivieren en beken. Als we water blijven verbruiken zoals we dat vandaag doen, bestaat het risico dat we tegen 2030 een watertekort hebben van 40 %. Dat zou voornamelijk het gevolg zijn van de steeds toenemende wereldbevolking. Als de bevolking groeit, groeit ook de consumptie. Om aan die groeiende vraag te kunnen voldoen, zal ook de voedingsindustrie steeds meer water nodig hebben. Daarom wil de zesde Duurzame Ontwikkelingsdoelstelling (SDG 6) universele toegang tot water en sanitaire voorzieningen voor iedereen verzekeren. Meer weten over SDG6? Scan de QR-code.

INFO SDG 6

71 % van de wereldbevolking beschikt thuis over drinkwater.

18 % moet gemiddeld 30 minuten lopen om drinkwater te bereiken.

844 miljoen mensen hebben geen enkele toegang tot veilig drinkwater. Onzuiver drinkwater veroorzaakt 502 200 doden per jaar.

` Welke veranderingen kan je lichaam waarnemen?

` Hoe neemt je lichaam veranderingen waar?

` Kunnen planten veranderingen waarnemen?

` Hoe reageren organismen op veranderingen in de omgeving?

We zoeken het uit!

Î Welk dynamisch evenwicht ken je?

OPDRACHT 1

Bekijk de grafiek en beantwoord de vragen.

0 1 2 3 4 5 tijd (in jaren) populatie vossen en konijnen

S Grafiek 1 Populatie vossen en konijnen doorheen de tijd

1 Wie zijn de jagers?

2 Wie zijn de prooien?

3 Wat gebeurt er met het aantal jagers als het aantal prooien toeneemt?

4 Wat gebeurt er, door die verandering van het aantal jagers, daarna met het aantal prooien?

5 Wat gebeurt er vervolgens met het aantal jagers?

6 Hoe noem je de relatie tussen vossen en konijnen?

7 Welk begrip uit de eerste graad ken je die de slingerbeweging in de grafiek tussen konijnen en vossen weergeeft?

Proefversie©VANIN

De slingerbeweging waarbij het aantal organismen zichzelf in evenwicht houdt, noemen we het ecologisch evenwicht of biologisch evenwicht. De relatie tussen prooi en jager is een dynamisch evenwicht

Dat dynamisch evenwicht is het gevolg van een jager-prooirelatie. Die relatie is een systeem waardoor het aantal jagers en prooien tussen bepaalde grenzen wordt gehouden. Dat is nuttig voor het ecosysteem want door het behouden van die aantallen binnen de grenswaarden kan het evenwicht in een ecosysteem blijven bestaan

Ook bij één organisme is het belangrijk dat het organisme steeds goed functioneert. We zoeken nu uit of ook individuele organismen over systemen beschikken om hun werking te regelen zodat ze kunnen blijven bestaan.

In hoofdstuk 1 zoek je uit hoe de werking van één organisme geregeld wordt. In hoofdstuk 2 bekijk je hoe het evenwicht binnen een organisme behouden wordt.

Hoe wordt de werking van een organisme geregeld?

LEERDOELEN

Je kunt al:

M omschrijven hoe het dynamisch evenwicht in een ecosysteem wordt geregeld.

Je leert nu:

M de verschillende stappen in een regelsysteem binnen een organisme opsommen;

M dat een prikkel een regelsysteem activeert;

M de rol van receptoren, conductoren en effectoren beschrijven;

M aantonen dat planten en dieren als systeem functioneren;

M het nut van een regelsysteem in ons lichaam begrijpen.

OPDRACHT 2 ONDERZOEK

1 Onderzoeksvraag

Proefversie©VANIN

Je wordt voortdurend blootgesteld aan allerlei veranderingen rondom je. Bij het ontwaken is fel licht heel vervelend. Onderweg naar school kun je erg schrikken van een gevaarlijk uitziende hond. In de schoolrefter ruikt het misschien naar heerlijke frietjes. Tijdens de winter is het soms erg koud buiten. Je lichaam neemt al die veranderingen waar en kan daarop reageren. Maar hoe verloopt dat precies? Hoe neemt je lichaam die activiteiten waar? En wat gebeurt er dan verder in je lichaam? Hoe vangt je lichaam die veranderingen op?

Wat gebeurt er in je mond als je aan een zakje chips ruikt?

2 Hypothese

3 Benodigdheden

chips

blinddoek

4 Werkwijze

1 Doe een blinddoek aan (of sluit je ogen).

2 Doe het zakje open.

3 Ruik aan de chips.

5 Waarneming

Hoe reageert je lichaam?

OPDRACHT 2 (VERVOLG)

6 Verwerking

a Lees de vragen en noteer het antwoord in de rechterkolom.

1 Wat is de verandering in je omgeving?

2 Met welke structuur in je lichaam merk je de verandering op?

3 Hoe geraakt de informatie over de verandering tot bij de uitvoerende lichaamsstructuur?

4 Welke structuur in je lichaam voert de reactie uit?

5 Wat is de reactie?

b Wat is het nut van deze reactie?

7 Besluit

Noteer een besluit.

Proefversie©VANIN

Via zenuwen

OPDRACHT 3

Beantwoord de vragen bij de volgende situatie: je ziet een gevaarlijke hond op je afkomen.

1 Wat zou je doen?

2 Lees de vragen en noteer het antwoord in de rechterkolom:

1 Wat is de verandering in je omgeving?

2 Met welke structuur in je lichaam merk je de verandering op?

3 Hoe geraakt de informatie over de verandering tot bij de uitvoerende structuur?

4 Welke structuur in je lichaam voert de reactie uit?

5 Wat is de reactie?

3 Wat is het nut van deze reactie?

Zenuwen Hormoon (adrenaline)

Uit opdracht 2 en 3 blijkt dat je lichaam voordeel haalt door gepast te reageren op veranderingen in je omgeving. Dat voordeel bereik je niet in een oogopslag. Dat gebeurt in verschillende stappen:

1 2 5 4

3

prikkel waarneembare verandering receptor herkent en vangt de prikkel op conductor geleidt informatie effector voert de reactie uit reactie

actie als antwoord op de prikkel

VOORBEELD ZAKJE CHIPS

1 Allereerst moet er een verandering zijn. Zo’n verandering noem je een prikkel

2 Een organisme moet die verandering kunnen waarnemen. Organismen hebben daarvoor structuren die de prikkels kunnen waarnemen of opmerken. Die structuren noem je receptoren.

3 De reactie op een prikkel treedt zelden op in het orgaan dat de prikkel waarneemt. De informatie over de prikkel wordt vaak vervoerd naar een ander lichaamsdeel. Dat lichaamsdeel zal daarna pas reageren. De informatie over de prikkel wordt via zenuwbanen of via signaalstoffen in je bloed, hormonen, overgebracht. Zenuwbanen en hormonen spelen dan de rol van een geleider of conductor.

4 Het lichaamsdeel dat de reactie uitvoert, heet de effector Er kunnen tegelijk meerdere effectoren reageren.

5 De reactie is dus de activiteit die de effector onderneemt als antwoord op een prikkel. Het organisme haalt er voordeel uit.

Proefversie©VANIN

prikkel

1 receptor

De prikkel die we waarnemen is de plotse aanwezige geur van chips die zich bij het openen van het zakje verspreidt.

3

2 reactie

In je neus zit een groep van gespecialiseerde reukcellen. Dat zijn de receptoren die de geur van chips opmerken.

4 conductor

Bij het ruiken van chips wordt er via je zenuwbanen een signaal doorheen je lichaam van je reukorgaan naar je speekselklier verplaatst.

5 effector

Je speekselklieren zijn een effector: zij maken verteringsstoffen aan.

Dankzij het produceren van speeksel kun je chips makkelijker verteren. Dat is de reactie als antwoord op de prikkel.

VOORBEELD BLAFFENDE HOND

2

Om de hond waar te nemen, maak je gebruik van receptoren in je ogen.

prikkel receptor

1 Je ziet een gevaarlijke hond.

3

Bij het zien van de blaffende hond wordt een signaal via je zenuwbanen doorheen je lichaam gestuurd. Daardoor maakt de bijnier adrenaline aan. Adrenaline is een stof die zich doorheen je lijf verplaatst en een signaal bij je (hart)spieren brengt. Het is een hormoon.

conductor bijnier

Proefversie©VANIN

conductor

effector

4

Hormonen, zoals adrenaline, stimuleren meerdere effectoren tegelijkertijd. Door adrenaline neemt je spierkracht toe, pompt je hart sneller en stijgt je ademhalingsritme.

S Afb. 1 Verband tussen receptoren, conductor en effectoren

5 REACTIE

Doordat de spierkracht toeneemt en je hart snel pompt, kun je vluchten.

Het geheel van al die opeenvolgende geordende stappen hierboven is een voorbeeld van een regelsysteem. Een regelsysteem is nuttig, want het helpt een organisme bij het opvangen van een prikkel door gepast te reageren. Men zegt ook wel dat een prikkel een regelsysteem activeert. Handig, toch?

Om in te spelen op veranderingen in de omgeving beschikt een organisme over gespecialiseerde structuren:

• Een prikkel is een waarneembare verandering waarop een organisme kan reageren.

• Om in te spelen op waarneembare veranderingen beschikt een organisme over gespecialiseerde structuren

• Een receptor is een structuur die bepaalde prikkels herkent en opvangt.

• Het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel zorgen voor de informatieoverdracht tussen receptor en effector; het zijn de geleiders of conductoren.

• Effectoren zijn spieren of klieren die de reactie uitvoeren.

• De reactie zelf is een actie van het organisme als antwoord op de prikkel. De reactie wordt altijd door de effector uitgevoerd.

Een regelsysteem is het geheel van geordende processen dat ervoor zorgt dat een organisme gepast reageert op waarneembare veranderende omstandigheden. Het regelsysteem is dus nuttig voor het organisme.

` Maak oefening XXX op p. XX

prikkel waarneembare verandering

conductor geleidt informatie effector voert de reactie uit reactie actie als antwoord op de prikkel 1 2 5 4 3

receptor herkent en vangt de prikkel op

Wat is het verschil tussen een receptor en een effector?

Proefversie©VANIN

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.

Benoem de opeenvolgende processen van het regelsysteem in het volgende voorbeeld: Regenwormen hebben fotoreceptoren 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.

Zofia is met de bus onderweg naar school. Zoals gewoonlijk kunnen de medepassagiers meeluisteren naar de favoriete muziek van Zofia. Rayan is met het verkeerde been uit bed gestapt en maakt Zofia in gebarentaal duidelijk haar muziek stiller te zetten. De muziek blijft even hard klinken. Rayan haalt vrij brutaal een oortje uit Zofia haar oor. Dat leidt tot een fikse discussie.

a Verbind elk begrip met de overeenkomstige uitleg.

Proefversie©VANIN

prikkel

receptor

effector

reactie

b Noteer op de tekening de begrippen:

Een handeling (actie) die volgt op een andere handeling en daarmee in een zeker logisch verband staat.

Een orgaan dat een reactie op een prikkel mogelijk maakt, bv. een spier of een klier.

Een verandering in een organisme of in de omgeving van een organisme die sterk genoeg is om een reactie van het organisme uit te lokken.

Vangt prikkels op.

prikkel – receptor – effector – reactie

Een baby zuigt aan de borst van de moeder. Daardoor worden in het lichaam van de moeder hormonen (oxytocine en prolactine) aangemaakt. Die hormonen stimuleren de melkafgifte. Er wordt moedermelk aangemaakt in de melkklier van de borst en de spieren rond de melkgangen worden samengetrokken zodat de melk in het mondje van de baby spuit.

a Vul het regelsysteem in.

prikkel

receptor

conductor Hormonen / Zenuwen

effector

reactie

b Wat is het nut van deze reactie?

Î Hoe zorgt een regelsysteem voor evenwicht bij dieren en planten?

Proefversie©VANIN

LEERDOELEN

Je kunt al:

M de rol van receptoren, conductoren en effectoren beschrijven:

M de werking van een regelsysteem beschrijven:

M uit voorbeelden afleiden dat regelsystemen nuttig zijn voor een organisme.

Je leert nu:

M een technisch systeem met een biologisch systeem vergelijken;

M aantonen dat dieren en planten als een systeem functioneren om een evenwicht te behouden;

M het begrip homeostase omschrijven.

Om zichzelf in stand te houden en te beschermen moeten organismen veranderingen in de omgeving en in hun inwendig milieu kunnen waarnemen en op een gepaste manier reageren. Zo kunnen organismen in evenwicht blijven. Aan de hand van voorbeelden bij dieren en planten onderzoek je hoe organismen voor het behoud van een inwendig stabiel milieu kunnen zorgen.

1 Hoe gebeurt het opvangen en reageren op prikkels bij dieren?

Vooraleer je leert hoe een regelsysteem voor een evenwicht zorgt bij dierlijke organismen, bestudeer je eerst een technisch regelsysteem. Bekijk daarvoor het voorbeeld van hoe een airco de temperatuur in een auto regelt.

OPDRACHT 4

Hoe wordt de temperatuur in een wagen geregeld?

Zonder verwarming tijdens de winter zou het niet aangenaam zijn in de auto: ijskoud en met aangedampte ruiten. In de zomer willen we het ook niet te warm hebben in de auto. Gelukkig heeft een auto een systeem dat de temperatuur regelt en ervoor zorgt dat het in de winter aangenaam warm is en in de zomer lekker fris: de airco.

Stel, je wilt graag dat de temperatuur in de wagen 20 °C is.

De 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. De temperatuur wordt zo aangepast aan de gewenste waarde.

OPDRACHT 4 (VERVOLG)

Ontwerp zelf een schema waarin je de werking van een airco probeert voor te stellen. Denk goed na, er doen zich twee situaties voor. Overleg met je buur.

1 5 3 4 2 1 5 3 4 2

Proefversie©VANIN

Zodra de gewenste temperatuur bereikt is, stopt het toestel met werken. In de airco zit een controlesysteem dat alle bovenstaande opdrachten regelt, een technisch regelsysteem.

Ook in ons lichaam wordt de temperatuur geregeld. Om goed te functioneren zorgt je lichaam ervoor dat de temperatuur rond een waarde van 37°C schommelt, zodat het inwendig milieu optimaal blijft. Hoe dat wordt geregeld in je lichaam, bestudeer je in de volgende opdrachten.

OPDRACHT 5 ONDERZOEK

1 Onderzoeksvraag

Wat gebeurt er in je lichaam als de omgevingstemperatuur wijzigt?

2 Hypothese

Noteer jouw hypothese. Tip: denk aan de twee situaties ‘te warm’ en ‘te koud’.

• Als dan

• Als dan .

3 Benodigdheden

plastic zak

plakband

twee kommetjes

handdoek

warm en koud water

ijsblokjes of een coldpack

4 Werkwijze

Je werkt per twee. Je voert elk één opdracht uit.

Opdracht 1: uitgevoerd door leerling 1

1 Pak de rechterhand in met een plastic zak gedurende een vijftal minuten. Sluit goed af met de plakband.

2 Wrijf met een ijsblok je over de linkerarm of leg het coldpack op de arm.

3 Bestudeer de huid.

5 Waarneming

Opdracht 1

Opdracht 2: uitgevoerd door leerling 2

1 Vul een kom met koud water en een met warm water.

2 Plaats één hand in het warme water en één hand in het koude water.

3 Haal de handen na enkele minuten uit het water.

4 Bestudeer de huid.

1 Wat stel je vast bij de hand die in de plastic zak is ingepakt?

2 Wat stel je vast wanneer je met een ijsblokje over de arm wrijft of het coldpack op de arm legt?

Proefversie©VANIN

Opdracht 2

Vergelijk de kleur van de hand die in het koude water zat met de kleur van de hand in het warme water. Wat stel je vast?

6 Verklaring

Je stelde de verschillende reacties van je lichaam op koude- en warmteprikkels vast. Brainstorm nu over de functies van elk van deze reacties.

Reactie

Functie kippenvel krijgen

bibberen zweten

bloedvaatjes vernauwen

bloedvaatjes verwijden

Vul in wat je hieruit kunt afleiden.

- Als de lichaamstemperatuur stijgt, dan Als gevolg daarvan zal je lichaam

OPDRACHT 5 (VERVOLG)

- Als de lichaamstemp daalt, dan

Als gevolg daarvan zal je lichaam .

7 Besluit

Noteer een besluit.

Proefversie©VANIN

Verschillende structuren in de huid zorgen voor de regeling van de lichaamstemperatuur. Bovenstaande reacties kunnen pas uitgevoerd worden als die structuren geactiveerd worden. Nu zoek je uit welke structuren er in onze huid aanwezig zijn om reacties op temperatuursveranderingen uit te voeren.

OPDRACHT 6

Ontdek welke structuren in de huid zorgen voor de regeling van de lichaamstemperatuur.

a Bestudeer de afbeeldingen van de huid aandachtig en beantwoord de vragen.

S Afb. 2 Schematische voorstelling van een verticale doorsnede doorheen de huid

1 pijnreceptor 2 haarzakzenuwvezel 3 warmtereceptor 4 koudereceptor 5 druklichaampje

6 tastlichaampje

OPDRACHT 6 (VERVOLG)

de haartjes liggen plat

zweetklieren worden gestimuleerd

de haartjes staan recht

zweten is verminderd

haarspiertje is ontspannen

spiertjes doen bloedvaten verwijden

haarspiertje trekt samen

Proefversie©VANIN

spiertjes in de bloedvaten trekken samen

a Op basis van de reacties van je huid op temperatuurveranderingen stel je vast dat de huid structuren bezit om die veranderingen waar te nemen. Zoek op afbeelding 2 welke structuren in de huid voor die waarneming verantwoordelijk kunnen zijn.

b Welke structuur zorgt voor het zweten van de huid?

c Bestudeer afbeelding 3. Wat stellen de geel gekleurde verbindingen voor?

d Bekijk aandachtig het haartje op afbeeldingen 3 en 4. Welke structuur kun je ontdekken die zorgt voor kippenvel?

e Hoe komt onze huid aan zijn rode/witte kleur?

f Welke structuren zijn daarvoor verantwoordelijk? Kijk goed naar afbeeldingen 3 en 4.

g Vul de tabel aan.

h Wat is het nut van deze reacties?

S Afb. 3

Reactie van de huid bij warmte

S Afb. 4

Reactie van de huid bij koude

Op basis van de opdrachten over de temperatuurregeling van de huid kun je vaststellen dat het regelsysteem van dieren het lichaam kan helpen om een inwendig evenwicht te bereiken. Heb je het te koud, dan komen je haartjes recht, vernauwen je bloedvaten en ga je bibberen. Daardoor verlies je minder warmte en ga je via de spierwerking van het bibberen warmte genereren. Heb je het te warm, dan ga je zweten en gaan je bloedvaten verwijden om extra warmte kwijt te raken. Het gevolg daarvan is dat je lichaamstemperatuur weer rond een optimale waarde van 37°C wordt gebracht.

Proefversie©VANIN

OPDRACHT 7

Meerdere structuren in de huid helpen mee aan de regeling van de lichaamstemperatuur.

Samen vormen ze een biologisch regelsysteem. Die regeling kun je vergelijken met het technisch regelsysteem, namelijk de thermostaat, dat de temperatuur in de auto regelt. Vul de tabel aan.

Technisch systeem

Biologisch systeem verandering De temperatuur verhoogt. Je lichaamstemperatuur verhoogt. prikkel ontvanger receptor verwerker geleider of conductor uitvoerder effector

reactie reactie

Zowel een technisch systeem als een biologisch systeem wordt geactiveerd door een temperatuursverandering. Die verandering wordt waargenomen door een ontvanger of een receptor. De ontvanger of receptor zet die verandering om in een signaal. De geleider of conductor geleidt de informatie van dat signaal naar de uitvoerder of effector. De uitvoerder of effector voert de reactie uit zodat de gewenste temperatuur terug bereikt wordt.

Uit opdrachten 5 en 6 kun je afleiden dat de reactie van een organisme nuttig is voor het organisme. Het regelsysteem kan ervoor zorgen dat veranderingen van meerdere factoren of parameters in je lichaam, zoals temperatuursveranderingen, binnen bepaalde grenzen worden gehouden. Op die manier handhaaft je lichaam een evenwichtige situatie, zodat het optimaal kan functioneren. Omdat die evenwichtige situatie niet constant is maar rond een bepaalde waarde schommelt, noem je dat een dynamisch evenwicht. Het behouden van een dynamisch evenwicht is de homeostase Het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel spelen een belangrijke rol bij de verwerking en het op elkaar afstemmen of coördineren van de werking van de verschillende organen, zoals bij het regelen van de lichaamstemperatuur of het gepast reageren op een gevaarlijke hond.

Conductor De zenuwbanen en de hersenen geleiden de informatie van de thermoreceptoren naar meerdere effectoren.

3

Signaal

3 5 5 4 4 1 2 2 1 1

Signaal

Proefversie©VANIN

Conductor

Veranderingen in en rondom het lichaam kunnen bepaalde parameters, zoals lichaamstemperatuur, beïnvloeden.

Homeostase is het stabiel houden van de inwendige parameters. Homeostase of het bereiken van een stabiele toestand gebeurt met behulp van regelsystemen. Tijdens die regeling schommelen de parameters rond een evenwichtswaarde.

De conductoren geleiden de informatie van de receptor tot bij de effector en zorgen ervoor dat het lichaam homeostase bereikt.

Zowel het zenuwstelsel als het hormonaal stelsel spelen een belangrijke rol bij de homeostase van tal van lichaamsparameters.

2 Hoe zorgt een regelsysteem voor evenwicht bij planten?

OPDRACHT 8 ONDERZOEK

Hoe gebeurt de verdamping via de huidmondjes?

Proefversie©VANIN

1 Onderzoeksvraag

Hoe gedragen huidmondjes zich in een droog en in een vochtig milieu?

2 Hypothese

Als de plant zich in een droog milieu bevindt, dan zijn de huidmondjes

Als de plant zich in een vochtig milieu bevindt, zijn de huidmondjes

3 Benodigdheden

prei

spuitfles met water

voorwerpglaasje

dekglaasje

microscoop

pincet

scherp mesje

elektrische kookplaat of verwarming

4 Werkwijze

1 Verwijder een stukje van de onderkant van een blad van de prei met een scherp mesje en een pincet.

2 Leg dit stukje weefsel op een voorwerpglaasje en doe er een druppeltje water op met de spuitfles.

3 Leg het dekglaasje erop en bekijk het weefsel met de microscoop. Spits je vooral toe op de huidmondjes.

4 Laat de kookplaat warm worden op een lage stand of leg het preparaat even op de verwarming.

Maak een kleine, ondiepe insnijding van 1 cm2 aan de onderkant van het blad en trek voorzichtig met de pincet een stukje van de onderepidermis los.

5 Verwijder het dekglaasje en leg het voorwerpglaasje met het stukje preiweefsel op de kookplaat totdat al het water op het voorwerpglaasje verdampt is.

6 Haal het voorwerpglaasje met de pincet van de kookplaat, want het glaasje is behoorlijk warm.

7 Laat het voorwerpglaasje met het preiweefsel even afkoelen en leg het vervolgens onder de microscoop.

8 Bekijk het preparaat opnieuw. Spits je toe op de huidmondjes op dezelfde plaats als bij de vorige waarneming.

TIP

5 Waarneming

Teken een huidmondje zoals je het kunt zien onder de microscoop.

Vochtige omgeving preparaat met druppel water

Droge omgeving preparaat na het drogen op de kookplaat

Proefversie©VANIN

6 Verwerking

a Welk weefsel herken je?

b Hoe zien de huidmondjes eruit als de omgeving droog is?

c Hoe zien de huidmondjes eruit als de omgeving vochtig is?

7 Verklaring

a Wat is de oorzaak van deze wijziging?

b Hoe reageert de plant hierop?

c Wat is het nut van deze reactie?

- In droge omstandigheden , zodat het aanwezige water

- In vochtige omstandigheden , zodat het aanwezige water . Zo houdt de plant zijn vochtgehalte

8 Besluit

Noteer je besluit.

OPDRACHT 9

De plant regelt haar watergehalte met behulp van huidmondjes. Als de omgeving droog is, zal het water gemakkelijker uit de bladeren verdampen en verliest de plant water. De cellen zullen dan minder water bevatten, waardoor de vloeistofdruk in de cellen daalt. Die cellen verliezen daardoor hun stevigheid. Ook de sluitcellen worden slapper en liggen dan tegen elkaar aan. Zo sluiten ze het huidmondje af. De verdamping via die weg vermindert en het water in de plantencellen kan 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 en kan het water verdampen.

Naargelang de waterbehoeften van de plant kunnen de huidmondjes zich openen of sluiten. Het hele systeem noem je de waterhuishouding en wordt geregeld door plantenhormonen. Zij zorgen voor de verspreiding van informatie over de gehele plant (niet het openen en sluiten van de huidmondjes, want dat gebeurt ook onder invloed van andere factoren zoals licht, maar wel deze waterhuishouding). In thema 5 leer je hier nog meer over.

Planten beschikken over een regelsysteem om hun vochtgehalte op peil te houden.

Beantwoord de vragen over dat regelsysteem.

a Wat is de prikkel om dit regelsysteem te activeren?

b Hoe geraakt de informatie over de verandering tot bij de huidmondjes?

c Welke structuur in de plant, de effector, reageert op die prikkel?

d Wat is de reactie van de plant op die prikkel?

e Wat is het nut van deze reactie?

Proefversie©VANIN

Net zoals bij dieren, houden planten hun inwendig milieu zo stabiel mogelijk. Ook bij planten is er dus homeostase. We kunnen besluiten dat ook planten organismen zijn die zich als systeem in stand houden. Ze beschikken net als dieren over mechanismen die helpen om een evenwichtstoestand te bewaren. Op die manier zijn de reacties van de planten erop gericht om de overlevingskans te verhogen.

Planten beschikken over regelsystemen om gepast te reageren. Bij veranderende gebeurtenissen en processen rondom het organisme streven ze naar het behoud van een evenwicht: homeostase

S Afb. 5 Naargelang de waterbehoefte van de plant openen of sluiten de huidmondjes zich.

Je wilt met je fiets constant aan 20 km/u rijden. Dat is de gewenste snelheid. Je kilometerteller op je fiets geeft de juiste snelheid aan. Je rijdt echter in een heuvelachtig landschap.

a Stel een schema op voor de situatie waarin je meer dan 20 km/u rijdt én waarin je minder dan 20 km/u rijdt. b Duid in het schema elke keer de receptor aan in het rood, de conductor in het blauw en de effector in het groen.

Proefversie©VANIN

Je fietst de heuvel af. 5 Je snelheid daalt. 3

Verwerking in de hersenen 4 Je knijpt je remmen voorzichtig dicht. 2

Je ziet op de kilometerteller dat je meer dan 20 km/u fietst.

1

1

20 KM/U

FIETSEN

Je fietst de heuvel op. 5

Je ziet op de kilometerteller dat je minder dan 20 km/u fietst.

Verwerking in de hersenen 4 Je duwt harder op je trappers. 2

Je snelheid stijgt. 3

Het is vandaag een spannende dag in de les LO. De looptest wordt afgenomen. Je hebt hard getraind de voorbije periode. Samen met je klasgenoten sta je aan de startlijn. Bespreek het regelsysteem in je lichaam dat ervoor zal zorgen dat jij jouw beste prestatie kunt neerzetten.

Noteer het juiste antwoord.

a Waarom zijn regelsystemen in ons lichaam nodig?

b Welke twee stelsels beantwoorden aan de taak van een regelsysteem?

Juist of fout? Verklaar.

Homeostase is het vermogen van de mens om bijvoorbeeld de lichaamstemperatuur in het inwendig milieu constant te houden.

JUIST / FOUT

Proefversie©VANIN

Lees de tekst.

Op zondagmiddag zijn er taartjes. Mmm, met veel smaak eet je een stukje. Dat stukje (suikerrijke) taart komt in jouw spijsverteringsstelsel terecht en wordt er verteerd. Vanuit je dunne darm wordt glucose opgenomen in jouw bloedbaan. Er zit nu te veel glucose in jouw bloed. Je alvleesklier komt daardoor in werking. Hij maakt insuline aan. De insuline zal ervoor zorgen dat cellen in je lichaam glucose uit jouw bloed halen en tijdelijk stockeren in de spieren en lever. Oef, jouw glucosegehalte in je bloed heeft opnieuw een normale waarde.

Leg aan de hand van dit voorbeeld uit wat homeostase is.

prikkel

receptoren

KERNBEGRIPPEN

conductoren

effectoren

reactie

regelsysteem

NOTITIES

Een prikkel is een waarneembare verandering in een organisme of in de omgeving van het organisme die een reactie kan uitlokken.

Proefversie©VANIN

homeostase

eigen notities

Receptoren zijn structuren die de prikkel herkennen en opvangen.

Voorbeeld dieren: koude- en warmtereceptoren in de huid om de lichaamstemperatuur waar te nemen

Voorbeeld planten: Receptoren in de plant vangen informatie op over het watergehalte.

Conductoren of geleiders brengen de informatie over.

Voorbeeld dieren: Het zenuwstelsel en het hormonaal stelsel zijn de conductoren. Zij zorgen voor de informatieoverdracht tussen receptor en effector.

Voorbeeld planten: Hormonen geleiden informatie over het watergehalte naar de huidmondjes.

Effectoren voeren de reactie uit zodat organismen gepast op prikkels kunnen reageren.

Voorbeeld dieren: De delen van dieren die de reactie uitvoeren zijn spieren en klieren.

Voorbeeld planten: Bepaalde structuren van de planten zoals de huidmondjes voeren een reactie uit.

Een reactie is het antwoord op de prikkel.

Voorbeeld dieren: Spieren kunnen bewegen als reactie op een prikkel of klieren kunnen een klierproduct zoals zweet afgeven

Voorbeeld planten: De huidmondjes openen of sluiten als reactie op vochtige of droge omstandigheden.

Een regelsysteem is een geheel van geordende processen dat ervoor zorgt dat een organisme gepast reageert op waarneembare veranderende omstandigheden.

Het inwendig milieu wordt in evenwicht gehouden zodat een stabiel situatie ontstaat.

Homeostase is het handhaven van het stabiel inwendig milieu.

1 Begripskennis

• Ik kan omschrijven wat een prikkel is.

• Ik kan omschrijven wat een receptor is.

• Ik kan de functie van een receptor beschrijven

• Ik kan omschrijven wat een conductor is.

• Ik kan de functie van een conductor beschrijven

• Ik kan omschrijven wat een effector is.

• Ik kan de functie van een effector beschrijven

• Ik kan aantonen dat planten en dieren als systeem functioneren.

• Ik kan omschrijven wat een regelsysteem is.

• Ik kan illustreren wat homeostase is.

• Ik kan aantonen dat organismen over regelsystemen beschikken om het inwendig evenwicht te behouden.

2 Onderzoeksvaardigheden

• Ik kan een hypothese formuleren

• Ik kan een waarneming formuleren

• Ik kan een waarneming interpreteren en verklaren.

• Ik kan een besluit formuleren.

` Je kunt deze checklist ook op invullen bij je portfolio.

JANOG OEFENEN

Proefversie©VANIN

Î Waarom heb ik dorst?

1 Tijdens de CHECK IN heb je ontdekt hoe je lichaam reageert op een tekort aan water. Je krijgt dorst en wilt drinken. Het lichaam reageert op verstoring van een evenwicht door bij te sturen.

a Vul op basis van de bovenstaande gegevens het schema aan.

b Wat is het nut van de bijsturing?

Proefversie©VANIN

Het watergehalte in je lichaam . Je krijgt

Je gaat water

Het watergehalte in je lichaam . waterverlies door

2 Welke prikkels kan je lichaam nog waarnemen? Geef enkele voorbeelden.

3 Hoe neemt je lichaam die prikkels waar?

4 Gebeurt de regeling altijd op dezelfde manier? Leg uit.

5 Wat is het nut van die regelsystemen?

Het tekort aan water in je lichaam wordt als prikkel waargenomen door de receptoren. De receptoren zetten de prikkel om in een signaal. Dat signaal wordt door het zenuwstelsel doorgegeven en verwerkt en zet een regelsysteem in gang waardoor je dorst krijgt. Door te drinken wordt de watervoorraad in je lichaam weer op peil gebracht.

THEMA 02 HOE WORDEN

PRIKKELS WAARGENOMEN

BIJ DIEREN

Proefversie©VANIN

Î Er zit iets in mijn oog

Uitdaging!

Ontdek hoe je lichaam reageert als het in aanraking komt met prikkelende stoffen.

Proefversie©VANIN

WAT HEB JE NODIG?

ui

snijmesje

snijplank

HOE GA JE TE WERK?

1 Je legt de ui op een plankje.

2 Je snijdt de ui in kleine stukjes.

WAT GEBEURT ER?

HOE ZIT DAT?

a Wat is de prikkel?

b Waar bevindt zich de receptor?

c Wat is de effector?

d Hoe reageert je lichaam?

e Welk nut heeft die reactie?

WEETJE

Wil je meer weten waarom je lichaam zo reageert?

Scan de QR-code en lees het hier!

WEETJE UIEN

` Welke prikkels kan je lichaam waarnemen?

` Hoe neemt je lichaam prikkels waar?

` Waar in je lichaam bevinden zich receptoren om prikkels waar te nemen?

` Hoe verwerkt je lichaam die prikkels?

We zoeken het uit!

VERKEN

OPDRACHT 1

Bekijk de onderstaande reacties van organismen.

1 Noteer op het eerste lijntje door welke prikkel de reactie van het organisme wordt uitgelokt.

2 Wat is het nut van de reactie voor het organisme? Noteer op het tweede lijntje.

Proefversie©VANIN

OPDRACHT 2

In thema 1 maakte je kennis met de thermoreceptoren in de huid. Die receptoren nemen temperatuurverschillen waar. Er zijn nog veel andere prikkels, maar kan de mens ook elk van die prikkels waarnemen?

1 Noteer bij elke foto de gepaste prikkel. Kies uit: beweging/positie – druk – elektrisch veld – geluid – geurstoffen – licht – magnetisch veld – pijn –smaakstoffen – temperatuurverschil – zwaartekracht

Proefversie©VANIN

2 Is het een prikkel die mensen kunnen waarnemen? Kruis aan.

Î Soorten prikkels en hun kenmerken

Proefversie©VANIN

LEERDOELEN

Je kunt al:

M een dynamisch evenwicht binnen een systeem omschrijven.

Je leert nu:

M een prikkel omschrijven;

M de kenmerken van een prikkel herkennen;

M verschillende soorten prikkels herkennen.

1 Wat is een prikkel?

Je wordt voortdurend blootgesteld aan allerlei activiteiten rondom je. Het begint ’s morgens al. Je wordt wakker door je wekker. Er is lawaai aan de ontbijttafel. Onderweg naar school is het druk: fietsers, voetgangers, auto’s en bussen. Je baant je er een weg door om op tijd op school te zijn. Je lichaam neemt al die activiteiten waar.

Organismen kunnen reageren op veranderingen in de omgeving zoals droogte, chemische stoffen, gewijzigde temperatuur … Ook veranderingen binnenin een organisme zoals een volle blaas lokken soms reacties uit.

Dergelijke veranderingen noem je prikkels

Je wordt voortdurend blootgesteld aan een waaier van veranderingen in je lichaam en in je omgeving. Je onderzoekt nu onder welke voorwaarden veranderingen in de omgeving waarneembaar zijn en dus prikkels zijn voor organismen.

OPDRACHT 3 ONDERZOEK

1 Onderzoeksvraag

Wanneer is een verandering in de omgeving van een organisme een prikkel?

2 Hypothese

Brainstorm met je klas over een goede hypothese.

Als dan

Kijk even naar de voorbeelden in opdracht XX.

TIP

OPDRACHT 3 (VERVOLG)

3 Benodigdheden

per duo een blinddoek

zaklamp (of licht op je smartphone)

een blad papier

4 Werkwijze

1 Werk per twee.

2 Eén leerling wordt geblinddoekt. Dat is de proefpersoon.

Proefversie©VANIN

3 De proefpersoon wordt nu onderworpen aan een aantal veranderingen in de omgeving. De proefpersoon steekt zijn hand op als hij of zij de verandering waarneemt.

4 Schijn plots met de zaklamp in de richting van de proefpersoon.

5 Neem een blad papier

6 Scheur een stuk je van dat blad en laat het in de handpalm van de proefpersoon vallen.

7 Herhaal de vorige stap, maar maak de stukjes steeds kleiner en kleiner.

8 De proefpersoon mag de blinddoek afnemen.

9 Schijn opnieuw met de zaklamp in de richting van de proefpersoon. Let op! Schijn niet met de zaklamp in de ogen.

5 Waarneming

a Wat stel je vast wanneer je met de zaklamp naar de geblinddoekte persoon schijnt?

b Wat stel je vast wanneer je met de zaklamp schijnt wanneer de blinddoek weg is?

c Wat stel je vast wanneer de stukjes papier steeds kleiner worden?

6 Verwerking

a Is het schijnen met een zaklamp altijd een prikkel? Verklaar.

b Is het vallen van een stukje papier op de hand altijd een prikkel? Verklaar.

7 Besluit

Noteer een besluit.

OPDRACHT 3 (VERVOLG)

8 Reflectie

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

Proefversie©VANIN

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

OPDRACHT 4 ONDERZOEK

Blijft een prikkel altijd een prikkel?

1 Onderzoeksvraag

Wat gebeurt er bij een organisme als eenzelfde prikkel

langere tijd blijft duren?

2 Hypothese

Welke hypothese sluit aan bij de onderzoeksvraag? Kruis aan.

Als eenzelfde prikkel langere tijd blijft duren, dan ervaar je de prikkel steeds sterker en sterker.

Als eenzelfde prikkel langere tijd blijft duren, dan blijf je erop reageren. Als eenzelfde prikkel langere tijd blijft duren, dan word je ongevoelig voor de prikkel.

3 Benodigdheden

twee geurende stoffen

drie bekertjes

een timer

4 Werkwijze

1 Zet drie bekers klaar.

geur A geur B een mengsel van beide geuren

2 Leerling 1 snuift gedurende zestig seconden geur A op uit beker 1.

3 Leerling 2 snuift gedurende zestig seconden geur B op uit beker 2.

4 Daarna snuiven beide leerlingen aan beker 3 met het mengsel.

OPDRACHT 4 (VERVOLG)

5 Waarneming

Wat stel je vast als je aan het mengsel van geuren A en B ruikt?

Proefversie©VANIN

6 Verwerking

Formuleer een verklaring voor je waarneming.

7 Besluit

Noteer een besluit.

8 Reflectie

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

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

OPDRACHT 5 DOORDENKER

Kun je ook té veel prikkels krijgen?

Bekijk de video en beschrijf een hoogsensitief persoon.

BEKIJK DE VIDEO

sterkte van de uitwendige of inwendige verandering

Een prikkel is een waarneembare verandering die bij een organisme een reactie kan uitlokken. Die verandering moet voldoende sterk zijn om te kunnen waarnemen. De minimumsterkte waarbij een prikkel waarneembaar is, noemen we de prikkeldrempel. Je stelde in opdracht 3 vast dat je de kleinste stukjes papier niet meer kon voelen. Daar was de verandering in omgeving niet sterk genoeg om de prikkeldrempel te overschrijden. Daarom konden we daar niet van een prikkel spreken.

Proefversie©VANIN

geen prikkel

drempelwaarde

tijd (s)

sterkte van de uitwendige of inwendige verandering

prikkel

drempelwaarde

tijd (s)

Eenzelfde geur neem je na een tijdje niet meer waar. Een ring die je altijd draagt, voel je na een tijdje niet meer. Als dezelfde prikkel lang blijft duren, dan nemen we na een tijdje de verandering in de omgeving niet meer waar. Er ontstaat gewenning.

In de hersenen zit een soort prikkelfilterstation dat bepaalt of en hoe sterk prikkels naar de hersenen worden doorgegeven. Zo worden bijvoorbeeld achtergrondgeluiden tijdens de les weggefilterd. Wanneer je aan het gamen bent, hoor je misschien je papa niet roepen dat het eten klaar is. Wanneer de prikkelfilter echter niet goed werkt, kun je overprikkeld raken. Overprikkeld raak je, wanneer de prikkelfilter te veel en te sterke prikkels doorlaat.

Regelsystemen worden geactiveerd door prikkels. Een prikkel is een waarneembare verandering in een organisme of in de omgeving van een organisme die een reactie kan uitlokken.

De prikkeldrempel is de minimumsterkte waarbij een prikkel waarneembaar is.

Wanneer dezelfde prikkel langere tijd blijft duren, dan kan het gebeuren dat die prikkel niet meer opgemerkt wordt: dat is prikkelgewenning.

De prikkelfilter is een filterstation in de hersenen dat bepaalt of en hoe sterk prikkels aan de hersenen worden doorgegeven.

` Maak oefening XX.

S Grafiek 1

S Grafiek 2

2 Welke soorten prikkels kunnen organismen waarnemen?

OPDRACHT 6

Ontdek welke soorten prikkels er zijn.

Komen de prikkels voor in het organisme of uit de omgeving van het organisme? Kruis aan.

Proefversie©VANIN

hongergevoel de geur van koffie

watertekort in een plant een stukje papier valt op je hand

drang om naar het toilet te gaan zonlicht waar zonnebloemen zich naar richten

zoogdruk in de uier van een koe hitte die je doet zweten

OPDRACHT 7

Chemische of fysische prikkels?

Duid aan of het om een chemische prikkel of een fysische prikkel gaat.

Voorbeeld van een prikkel Chemisch Fysisch

a de geur van koffie

b een stuk je papier dat op je hand valt

c rook die je ogen irriteert

d een stuk je chocolade dat op je tong smelt

e zonlicht waar zonnebloemen zich naar richten

f de drang om naar het toilet te gaan

g het horen van een vrolijk liedje

h citroensap op je tong

De meeste prikkels waarover je al leerde, zijn afkomstig van buiten het organisme, zoals droogte, koude of warmte, geuren. Omdat de prikkels vanuit de omgeving komen, noemen we ze uitwendige prikkels

Er bestaan ook prikkels die in het lichaam zelf ontstaan, zoals het gevoel van honger, naar het toilet moeten, dorst hebben ... We noemen ze daarom inwendige prikkels.

Proefversie©VANIN

In sommige gevallen reageert het organisme op een combinatie van een inwendige en een uitwendige prikkel. Denk maar aan het hongergevoel dat optreedt wanneer je frietjes ziet én ruikt.

Je kunt prikkels ook op een andere manier indelen:

• chemische prikkels hebben rechtstreeks te maken met stoffen die prikkelend werken, zoals reukstoffen en smaakstoffen. Bij inwendige weefselbeschadiging, bijvoorbeeld bij een kneuzing, komen er stoffen vrij die werken als een inwendige chemische prikkel;

• fysische prikkels zijn veranderingen die meestal te maken hebben met kracht en energie. Voorbeelden van fysische prikkels zijn druk, aanraking, zwaartekracht, licht, geluid en warmte.

• Uitwendige prikkels zijn prikkels die afkomstig zijn uit de omgeving van het organisme.

• Inwendige prikkels zijn prikkels die in het organisme ontstaan.

• Chemische prikkels hebben te maken met stoffen die prikkelend werken.

• Fysische prikkels zijn veranderingen als gevolg van kracht en energie.

3 Met behulp van welke structuren kunnen we prikkels waarnemen?

Je lichaam beschikt over receptoren om een verandering in de omgeving of in je eigen lichaam waar te nemen.

OPDRACHT 8

Waar liggen de receptoren die de gegeven prikkels opvangen?

1 Noteer in de tabel.

Prikkel

Ligging receptor licht

geluid en beweging / positie geurstoffen smaakstoffen

druk, temperatuurverschil, pijn

2 Hoe heten de organen waarin deze receptoren liggen?

3 Zijn de gegeven prikkels inwendige of uitwendige prikkels?

Proefversie©VANIN

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, de geurreceptoren. 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.

reukslijmvlies

neusholtereukstoffen

receptorcel W Afb. 1

Receptorcellen in reukslijmvlies van de neus

Soms liggen de receptorcellen niet geconcentreerd in een orgaan en liggen ze meer verspreid. De receptorcellen die temperatuurverschillen waarnemen, liggen bijvoorbeeld verspreid over de hele huid.

Proefversie©VANIN

OPDRACHT 9

Beantwoord de vragen.

1 Beeld je in dat je buikkrampen en diarree hebt. Waar liggen de receptoren voor die pijnprikkel?

2 Je hebt deze ochtend een glas fruitsap en een tas thee gedronken. Stilaan begin je dat te voelen en je moet dringend naar toilet. Waar liggen de receptoren voor die prikkel?

3 Zijn de gegeven prikkels inwendige of uitwendige prikkels?

4 Vergelijk de ligging van de receptoren voor de inwendige prikkel met de ligging van de receptoren in opdracht 8. Vul de zin aan door de juiste stelling aan te vinken. In opdracht 8 lagen de receptoren … altijd in een zintuig; meestal in een zintuig; nooit in een zintuig.

neusholte

De concentratie van een oplossing wijst op de hoeveelheid van een stof opgelost in een bepaald volume oplosmiddel.

Als je bijvoorbeeld in een kop koffie een klontje suiker doet en in een andere kop twee klontjes suiker, dan zal de tweede kop koffie zoeter zijn. De concentratie suiker in de tweede kop is groter dan in de eerste kop koffie.

Er zijn verschillende soorten inwendige prikkels. Inwendige prikkels, zoals pijn, zijn prikkels afkomstig van het zenuwstelsel. Dat zijn neurale prikkels. Inwendige prikkels kunnen ook concentratieveranderingen zijn van stoffen die door het organisme worden opgenomen of die het organisme zelf aanmaakt. Die concentratieveranderingen worden door receptoren in het lichaam waargenomen.

De receptoren voor inwendige prikkels zijn meestal in organen gelegen. In de alvleesklier bevinden zich bijvoorbeeld specifieke receptoren die gevoelig zijn voor het suikergehalte in het bloed. Andere organen, zoals de voortplantingsorganen of de schildklier, bevatten receptoren die gevoelig zijn voor hormonen.

In thema 3 gaan we dieper in op hormonen.

Proefversie©VANIN

• 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.

• Specifieke receptoren in een organisme vangen inwendige prikkels op. Inwendige prikkels zijn prikkels die in het lichaam ontstaan. Dankzij receptoren kunnen organismen op uitwendige en inwendige prikkels reageren.

` Maak oefening XX.

4 Hoe kunnen receptoren ingedeeld worden?

Je leerde al dat een organisme verschillende soorten prikkels kan waarnemen. De prikkels worden gedetecteerd door receptoren. Die receptoren verzamelen bepaalde informatie over de omstandigheden in hun omgeving, zowel in als buiten het lichaam.

Proefversie©VANIN

OPDRACHT 10

Welke prikkels kunnen organismen allemaal waarnemen?

Noteer bij elke afbeelding over welke waarneembare verandering het gaat. Kies uit: magnetisch veld van de aarde – (verandering in) concentratie van een stof in het bloed –geur van lekker eten – vlieg gaat zitten op huid – elektrische signalen – verandering van temperatuur –pijn – verandering van licht – zure smaak van een citroen

uitstulpingen

haarcel

Met je ogen kun je geen geluiden waarnemen en met je oren zie je niets. Dat komt omdat receptoren zijn aangepast aan de verandering van een welbepaalde factor, grootheid of parameter. We spreken van een gepaste prikkel. De gepaste prikkel voor het oor is een verandering van geluid. De gepaste prikkel voor het oog is een verandering van licht. Om een hele reeks verschillende prikkels waar te nemen, beschikt je lichaam over een hele reeks verschillende soorten receptoren. Je kunt dus receptoren indelen naargelang de aard van de prikkel (het soort prikkel) die ze kunnen waarnemen.

Proefversie©VANIN

zenuwcel

S Afb. 3

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

Receptoren zijn specifiek omdat ze door welbepaalde, gepaste prikkels worden geactiveerd. Receptoren van het zenuwstelsel kunnen ingedeeld worden op basis van het celtype of de aard van de prikkel

In ons lichaam vinden we heel wat receptoren die we op basis van de aard van de prikkel kunnen indelen. Merk op dat je enkel beschikt over receptoren om prikkels op te vangen die belangrijk zijn om te kunnen overleven. Daardoor kunnen sommige dieren prikkels waarnemen waarvoor mensen niet gevoelig zijn. Zo horen dolfijnen tonen die voor de mens te hoog zijn en zijn honden gevoelig voor geuren die wij niet opmerken.

4.1 Mechanoreceptoren

haar

haarwortel

uiteinde van zenuwcel W Afb. 2

Rond de haarwortel liggen uiteinden van zenuwcellen die gevoelig zijn voor beweging.

Je hebt waarschijnlijk al ooit een klein insect op je arm opgemerkt doordat het diertje tegen haartjes op je arm duwde. Dat komt omdat rond elke haarwortel uiteinden van zenuwcellen liggen. Wanneer het haartje aangeraakt wordt, ontstaan elektrische signalen in de omringende zenuwcellen. Die zenuwcel is hier de receptor en reageert dus op mechanische vervorming. Receptoren die geprikkeld worden door vervorming, zijn mechanoreceptoren (je herkent in dat woord ‘mechanisch’: iets dat werkt met bewegende delen).

Het waarnemen van druk, aanraking, maar ook de spanning in je spieren en de druk in je bloedvaten, is gebaseerd op de werking van soortgelijke mechanoreceptoren.

4.2 Chemoreceptoren

OPDRACHT 11 ONDERZOEK

Onderzoek waar de chemoreceptoren voor smaak liggen aan de hand van Labo 1 op . Als je een hap van een lekker gerecht neemt, word je overstelpt met een heleboel smaken. Op je tong liggen verschillende receptoren die gevoelig zijn voor de aanwezigheid en de concentratie van heel wat stoffen. Die receptoren noemen we smaakreceptoren. Als je je tong droogt met een zakdoek, zul je minder proeven. Dat komt omdat smaakreceptoren enkel reageren op opgeloste stoffen.

Als je verkouden bent en een verstopte neus hebt, proef je ook minder. Dat komt omdat jouw smaakgewaarwording voor een stuk ook in je neusholte gebeurt (en dus niet enkel aan je tong). Vluchtige stoffen komen door die verstopte neusholte vol slijm niet langer in je neusholte terecht. Daar liggen de receptoren die gevoelig zijn voor de aanwezigheid en concentratie van heel wat stoffen: geurreceptoren. Die geurreceptoren reageren enkel op gasvormige stoffen. Nu weet je meteen waarom kinderen de neus dichtknijpen als ze iets moeten eten wat ze niet lekker vinden.

Omdat smaak- en geurreceptoren geprikkeld worden door de aanwezigheid (en concentratie) van stoffen, noemen we ze chemoreceptoren

Proefversie©VANIN

neusholte

tong reukreceptor

smaakreceptor

smaak- en geurstoffen

S Afb. 4 In de neus en op de tong zitten heel wat chemoreceptoren.

Er zijn ook heel wat chemoreceptoren die informatie verzamelen over de toestand van ons eigen lichaam. Zo zitten in de halsslagader een hele reeks chemoreceptoren die continu bepaalde bloedwaarden meten zoals de hoeveelheid zuurstofgas (O2) en koolstofdioxide (CO2), glucose, de zuurtegraad (pH) enzovoort. In heel wat organen/weefsels zitten chemoreceptoren die reageren op de concentratie van hormonen in het bloed.

Proefversie©VANIN

De meeste nachtvlinders vliegen ’s nachts. Nachtvlinders kunnen dan niet op hun ogen vertrouwen om een partner te vinden. Ze zijn dus afhankelijk van andere prikkels. Vrouwtjes produceren geurstoffen, feromonen genoemd, om aan te geven dat ze willen paren. De mannetjes van sommige soorten beschikken over antennes met daarop chemoreceptoren die zo gevoelig zijn dat ze een vruchtbare soortgenoot op meerdere kilometers afstand kunnen ruiken.

4.3 Thermoreceptoren

Uit opdracht X in Thema 1 leerde je al dat in de huid receptoren aanwezig zijn die veranderingen in temperatuur waarnemen. Thermoreceptoren worden geprikkeld door temperatuursveranderingen. Bij de mens liggen de thermoreceptoren vooral in de huid (zie afb X T1). Ze registreren afkoeling en opwarming.

Je zult het je beslist herinneren als je al eens chilipepers gegeten hebt: het lijkt alsof je mond in brand staat. Het doet pijn, en die pijn houdt lang aan. Een glaasje water drinken om af te koelen helpt niet. Dat komt omdat chilipepers de stof capsaïcine bevatten. Die stof prikkelt de thermosensoren die normaal pas actief worden bij temperaturen boven 45 tot 50 °C. Na het eten van een chilipeper vuren die receptoren dus uitzonderlijk signalen af en vertellen ze je lichaam dat ze in aanraking zijn gekomen met iets heel warms. Omdat dat niet klopt en het lichaam geen schade opliep, noemen we dat paradoxale pijn.

WEETJE

S Afb. 5

WEETJE

S Afb. 6

4.4 Pijnreceptoren

Pijn is een zeer belangrijk gegeven voor het lichaam. Het is het signaal dat het lichaam beschadiging heeft opgelopen en dat je moet handelen en bijsturen om verdere beschadiging te voorkomen. Om prikkels die tot beschadiging kunnen leiden of geleid hebben, waar te nemen beschik je over gespecialiseerde pijnreceptoren in de huid en bepaalde interne organen (spieren, gewrichten, ingewanden …). Nociceptoren zijn allemaal zenuwcellen. Die nociceptoren hebben ook de unieke eigenschap dat hun gevoeligheid beïnvloed kan worden door bepaalde stoffen en emoties.

Naast prikkeling van de nociceptoren, kan een zeer sterke prikkeling van andere receptoren ook een pijngevoel opwekken (te fel licht, te luid geluid, te sterke opwarming of afkoeling).

4.5 Fotoreceptoren

Fotoreceptoren zijn gespecialiseerde receptoren die licht waarnemen en dus gevoelig zijn voor bepaalde golflengtes in het stralingscentrum. De bekendste fotoreceptoren zijn ongetwijfeld de receptoren die aanwezig zijn in het netvlies van het oog.

Proefversie©VANIN

4.6 Elektroreceptoren

Sommige dieren zoals haaien en vogelbekdieren kunnen hun prooi vinden zonder ze te zien of te ruiken. Zo ontsnapt een vis die zich onder het zand verbergt, niet aan de aandacht van een haai. Haaien beschikken immers over elektroreceptoren, waarmee ze elektrische signalen detecteren die ontstaan bij spieractiviteit van hun prooien.

4.7 Magnetoreceptoren

Heel wat dieren, zoals trekvogels, trekvlinders en walvissen, maken jaarlijkse trekbewegingen naar en van hun overwinteringsgebieden of broedgebieden. De Noordse stern, een zeevogel, vliegt elk jaar heen en terug van zijn broedgebied aan de Noordpool naar zijn overwinteringsgebied aan de Zuidpool, in totaal een afstand van meer dan 40 000 km. Sommige albatrossen vliegen duizenden kilometers over de oceaan om voedsel te zoeken voor hun jongen. Ze vinden hun weg omdat ze zich kunnen oriënteren door gebruik te maken van magnetoreceptoren, die het aardmagnetisch veld kunnen waarnemen.

Het aardmagnetisch veld ontstaat doordat de aarde een magnetische noordpool en zuidpool heeft. Dat is de basis voor de werking van een inwendig kompas. Waar die receptoren allemaal liggen en hoe ze werken is nog steeds niet opgehelderd.

• Mechanoreceptoren zijn gevoelig voor druk of beweging Mechanoreceptoren komen voor in zintuigen zoals het oor en de huid. Ook verspreid in het lichaam vind je mechanoreceptoren, zoals in de wand van je ingewanden, of in je bloedvaten.

• Chemoreceptoren reageren op een verandering in de aanwezigheid of concentratie van bepaalde stoffen.

• Thermoreceptoren reageren op een verandering in de temperatuur

• Pijnreceptoren zijn receptoren die beschadigingen van het lichaam detecteren.

• Fotoreceptoren worden geprikkeld door bepaalde golflengtes van het stralingsspectrum (zichtbaar licht).

• Elektroreceptoren kunnen elektrische signalen detecteren. Mensen beschikken niet over elektroreceptoren.

• Magnetoreceptoren worden geprikkeld door magnetische velden. Mensen beschikken niet over magnetoreceptoren, maar verschillende diersoorten wel.

` Maak oefening XX.

Proefversie©VANIN

Mensen kunnen niet alle soorten prikkels waarnemen omdat ze voor bepaalde prikkels niet de juiste receptoren hebben.

In deze tabel staan alle receptoren waarover mensen beschikken met hun gepaste prikkel en bijpassende zintuigen.

Soorten prikkels Receptoren Zintuigen

licht fotoreceptorenoog

druk, bewegingmechanoreceptorenoor, spieren, pezen en gewrichten, huid

concentratieverandering van stoffen chemoreceptorenneus, tong

temperatuursverandering thermoreceptorenhuid

beschadiging pijnreceptoren huid

KERNBEGRIPPEN

uitwendig – inwendig prikkel chemisch – fysisch

in zintuig uitwendig verspreid receptor inwendig

geleider

signalen signalen

zenuwstelsel

hormonaal stelsel spieren

zenuwstelsel klieren effector

hormonaal weefsels met stelsel specifieke doelen

reactie

NOTITIES

1.1 Wat zijn de kenmerken van een prikkel?

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

De is de minimumwaarde waarbij een prikkel waargenomen kan worden.

Bij langdurige blootstelling aan een prikkel kan optreden.

De in de hersenen bepaalt of prikkels doorgegeven worden en aanleiding geven tot een reactie.

1.2 Welke soorten prikkels kunnen organismen waarnemen?

• Uitwendige prikkels zijn prikkels die

• Inwendige prikkels zijn prikkels die

• Chemische prikkels zijn prikkels die te maken hebben met

• Fysische prikkels zijn prikkels die te maken hebben met

Proefversie©VANIN

1.3 Met behulp van welke structuren kunnen we prikkels waarnemen?

Dieren en planten hebben voor uitwendige en inwendige prikkels.

Een receptor is voor de aard van de prikkel.

Bij dieren liggen de voor uitwendige prikkels geconcentreerd of verspreid in

De voor inwendige prikkels liggen vaak geconcentreerd in

.

.

JANOG OEFENEN

1 Begripskennis

• Ik kan een prikkel omschrijven

• Ik kan verschillende soorten prikkels benoemen

• Ik kan verschillende soorten prikkels omschrijven

• Ik kan het verschil tussen inwendige en uitwendige prikkels uitleggen

• Ik kan omschrijven wat een receptor is.

Proefversie©VANIN

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 reflecteren over een onderzoek.

` Je kunt deze checklist ook op invullen bij je portfolio.

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

Proefversie©VANIN

Bekijk de foto’s en vul de tabel aan.

a Welke prikkel heeft een invloed op het organisme?

b Welk type receptor neemt die prikkel waar? Waar is de receptor gelegen?

Noteer bij de onderstaande voorbeelden om welk soort prikkel het gaat. Bij sommige prikkels zijn er meerdere antwoorden mogelijk.

stoffen die vrijkomen bij een verwonding

licht

geluid

smaakstof

lage bloeddruk

Proefversie©VANIN

Beantwoord de vragen

a Wat zijn zintuigen?

b Kruis de plaatsen aan waar receptorcellen zich kunnen bevinden. tong kroonblad van een bloem tand cellen die gevoelig zijn voor stoffen in het bloed in het oor

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 licht adrenaline bloeddruk traanvocht bloedsuikerspiegel

Juist of fout? Verbeter als dat nodig is.

a Een zintuig met een lage prikkeldrempel voor een bepaalde prikkel is weinig gevoelig voor die prikkel.

JUIST / FOUT

b De prikkeldrempel is de laagste intensiteit (sterkte van de prikkel) van een prikkel die nog net waarneembaar is.

JUIST / FOUT

c Een hond heeft een hogere prikkeldrempel voor geuren dan een mens. JUIST / FOUT

Proefversie©VANIN

REEKS

8

Tijdens de les chemie wordt een proefje uitgevoerd waarbij waterstofsulfide aangemaakt wordt; dat is een stinkend gas dat naar rotte eieren ruikt. De leraar voert het proefje uit onder de zuurkast. Niemand merkt wat op van de rottende geur.

Teken hiernaast een grafiek van de prikkel en de drempelwaarde waarin je de bovenstaande situatie voorstelt.

REEKS

9

De oma van Thomas zit televisie te kijken. Thomas komt binnen en hoort een hoge pieptoon uit het toestel. Oma heeft niets in de gaten. Welke van deze grafieken past bij oma en welke past bij Thomas?

a Noteer het onder de grafiek.

20 000 toonhoogte (Hz)

20

drempelwaarde

drempelwaarde

tijd (s)

20 20 000 toonhoogte (Hz)

drempelwaarde drempelwaarde

tijd (s)

REEKS

b Verklaar je keuze. Gebruik de aangeleerde begrippen.

Proefversie©VANIN

Je komt een parfumeriewinkel binnen om een nieuw parfum te kopen en je ruikt een heleboel verschillende geuren. Na een tiental minuten is het jouw beurt. De verkoopster laat je andere geuren ruiken. De lekkerste koop je! Hoe kan het dat je tussen al die verschillende geuren nog in staat bent een nieuw parfum te kiezen?

Lees de tekst.

Maandagochtend, 8 uur

Senna, Julan en Elif komen op school aan. Julan haalt een melkdrankje en een yoghurt uit de automaat. Hij was te laat uit bed en met honger kan hij de klas toch niet in! Senna en Elif showen een nieuwe video voor hun socialmediakanaal. Julan en de andere jongens vinden het maar saai en halen de schouders op wanneer de meisjes vragen wat ze ervan vinden. Dan gaat de eerste bel. Julan gooit de lege verpakkingen in de vuilnisbak en haast zich naar de klas. De geur van de overvolle vuilnisbak blijft in zijn neus hangen. Zelfs de sterke parfums van de voorbijlopende leerkrachten kunnen die vieze geur niet verdringen.

Senna en Elif zijn nog altijd met hun video bezig. Ze horen zelfs de tweede bel niet! Deze schoolweek begint voor hen met een opmerking in hun agenda.

a Noteer vijf veranderingen uit de omgeving van Julan waarop hij reageert.

b Julan reageert op prikkels. Reageren Senna en Elif op alle veranderingen in hun omgeving?

c Waarom horen Senna en Elif de tweede bel niet?

d Kruis het juiste antwoord aan.

Senna en Elif reageren op dezelfde prikkels als Julan.

Senna en Elif reageren niet op dezelfde prikkels als Julan.

Je bent een spannend boek aan het lezen op je kamer. Je moeder roept dat het tijd is om naar de zwemclub te vertrekken. Plots komt ze boos binnen in je kamer. Je schrikt, je had haar helemaal niet horen roepen. Verklaar.

Proefversie©VANIN

We nemen onze omgeving niet waar zoals ze is. Verklaar deze stelling.

Geef enkele voorbeelden van informatie uit jouw omgeving die je niet kunt detecteren.

Welke receptoren zijn niet aanwezig bij de mens? Kruis de juiste antwoorden aan. mechanoreceptoren fotoreceptoren magnetoreceptoren elektroreceptoren pijnreceptoren thermoreceptoren

Aan de basis van snorharen zitten zeer gevoelige mechanoreceptoren. Waarvoor gebruiken dieren ze?

Î Hoe nemen mensen en andere dieren lichtprikkels waar?

Je weet al:

M dat organismen beschikken over receptoren om prikkels waar te nemen;

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

Je leert nu:

M wat het belang is van lichtbreking voor het oog;

M de structuren rond en in het oog aanduiden en benoemen;

M de functies van de structuren rond en in het oog beschrijven;

M in eigen woorden uitleggen hoe lichtstralen zich door het oog verplaatsen en een scherp beeld vormen;

M de delen van het netvlies benoemen en de rol van de fotoreceptoren beschrijven;

M uitleggen hoe de hersenen een rol spelen in de vorming van het beeld;

M hoe de werking van het oog verstoord kan worden;

M aan de hand van enkele voorbeelden uitleggen hoe de ogen van andere dieren aan hun leefwijze zijn aangepast.

1 Wat is licht?

Proefversie©VANIN

S Afb. 11

Voorstelling van een golflengte

Je leerde dat receptoren prikkels opvangen. We bekijken nu hoe onze ogen lichtprikkels opvangen en hoe wij die lichtprikkels omzetten in een beeld. Je ziet hier twee keer dezelfde boterbloem. De linkse afbeelding toont hoe mensen de bloem zien, de rechtse bloem is door insectenogen waargenomen. De natuur ziet er dus niet voor alle dieren hetzelfde uit. Hoe kunnen we dat verklaren? Hoe bepalen de bouw en de werking van het oog wat we waarnemen en hoe we dat zien?

Om te achterhalen hoe het beeld in je oog gevormd wordt, is het belangrijk om te weten wat licht is en hoe het licht in je oog binnenvalt.

De lichtprikkels die mensen en andere zoogdieren waarnemen noemen we zichtbaar licht

• Zichtbaar licht is een straling die je met je ogen kunt waarnemen.

• Straling is het uitzenden van energie als golven

• De golfbeweging heeft een golflengte.

• De golflengte is de afstand tussen de opeenvolgende toppen van de golf.

OPDRACHT 12 ONDERZOEK

Onderzoek de eigenschappen van licht aan de hand van Labo 1 op p. 381.

absorberen doorlaten

12

Breking van lichtstraal door een middenstof

Licht plant zich langs een rechte weg voort. We stellen licht dan ook voor als een rechte lijn. Met een pijl geven we aan in welke zin het licht zich op die lijn voortplant. Zo’n lijn noemen we een lichtstraal.

Lichtstralen kunnen door verschillende stoffen gaan. Een potlood kun je bijvoorbeeld zien door de lucht maar ook door het water. We noemen water en lucht een middenstof. Bij de overgang van de ene naar de andere middenstof kan de straal ‘gebroken’ worden. We noemen dat de lichtbreking.

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.

Proefversie©VANIN

APPLET LICHTBREKING

S Afb. 13

Door het water in het glas lijkt het potlood ‘gebroken’.

S Afb.

TIP

Als het regent terwijl de zon schijnt, kun je soms een regenboog zien. De waterdruppels breken het zonlicht, waarbij dat ontbonden wordt in alle kleuren waaruit het zonlicht is samengesteld.

Proefversie©VANIN

Het licht van de zon of van een lamp noemen we wit licht. Wit licht bestaat uit alle zichtbare kleuren. We noemen die waaier van kleuren het kleurenspectrum, met als hoofdkleuren rood, oranje, geel, groen, blauw, indigo en violet. Elke kleur van het lichtspectrum heeft zijn eigen golflengte. De golflengten van zichtbaar licht variëren tussen 400 en 700 nm (1 nanometer = 1 nm = 0,000 000 001 m = 10–9 m).

Hoe krijgt een voorwerp dan zijn kleur? Voorwerpen zijn opgebouwd uit verschillende stoffen, en niet alle stoffen absorberen dezelfde golflengtes of lichtkleuren. Kleuren die geabsorbeerd worden zie je niet, de andere worden teruggekaatst en kun je dus wel waarnemen. Een voorwerp heeft dus de kleur van de golflengte die weerkaatst wordt. Een wit voorwerp weerkaatst alle kleuren, een zwart voorwerp weerkaatst geen enkele kleur.

Je ziet daarvan een illustratie op de afbeeldingen 16 t/m 19.

700 nm

400 nm

S Afb. 14

S Afb. 15

Zichtbaar licht bestaat uit verschillende golven.

wit licht

S Afb. 16

Je ziet het voorwerp als ‘geel’.

wit licht

S Afb. 19

Je ziet het voorwerp als ‘zwart’.

wit licht

S Afb. 18

Je ziet het voorwerp als ‘wit’.

wit licht

S Afb. 17

Je ziet het voorwerp als ‘wit’.

2 Hoe is het oog opgebouwd?

2.1 Welke structuren liggen rond het oog?

Proefversie©VANIN

OPDRACHT 13

Bekijk bij je buur de ligging van het oog en de structuren die je er rondom ziet liggen.

1 Duid op de afbeelding de volgende delen aan. Kies uit: oogleden – wimpers – wenkbrauw

2 Welke functie hebben de delen van het oog in de tabel?

Delen Functie wenkbrauwen oogleden wimpers

3 Je kon al eerder ontdekken dat een prikkelende stof, die bijvoorbeeld vrijkomt bij het snijden van een ui, je laat huilen. Wat is in dat geval de functie van het traanvocht?

Bij verschillende dieren, zoals reptielen en vogels, komt er een derde ooglid of knipvlies voor. Dat knipvlies beweegt horizontaal over de oogbol. Het biedt extra bescherming en kan werken als een zonnebril of een duikbril. Bij mensen is een overblijfsel van dat vlies zichtbaar als een doorschijnend vliesje in de ooghoeken.

WEETJE

Je ogen zijn belangrijke maar kwetsbare organen. Ze worden ter bescherming door meerdere bijbehorende structuren omgeven.

Op de huid boven de ogen staan de wenkbrauwen. De haren van de wenkbrauwen zijn dik en staan zo ingeplant dat ze naar opzij wijzen. Zo verhinderen ze dat water en zweet van het voorhoofd rechtstreeks in de ogen lopen.

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. Je kunt ze ook als een filtertje gebruiken om te sterk licht af te weren.

Proefversie©VANIN

wimpers

traanklieren

afvoerbuisje

wimpers

ooglid

S Afb. 20 Ligging van de traanklieren.

traanbuisje

ooglid

traankanaaltje

traanzakje

neusholte

Boven de 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.

WEETJE

Onzuiverheden die terechtkomen in de ogen worden door het traanvocht afgevoerd via de traanpunten. Dat zijn twee kleine gaatjes in de zachte massa in de binnenhoek van het oog. De traanpunten zijn de openingen van de traanzakjes, die de tranen verder geleiden naar traanbuisjes die in de neusholte uitmonden. Samen vormen ze het traanapparaat.

Buiten het traanapparaat zitten er ook klieren in de zachte massa van de oogleden, de meibomklieren. Ze scheiden dikke, olieachtige slijmen af, met een beschermende functie. Omdat er ’s nachts wat minder traanvocht is en wat meer van die olieachtige stof heb je ’s morgens soms een opgedroogd korreltje in je ooghoeken. In de volksmond spreken we over ‘slapertjes’.

Proefversie©VANIN

traanpunt

traanpunt

S Afb. 21

traanklier

hoornvlies bindvlies

vetweefsel wimpers

ooglid

oogspieren oogkas

S Afb. 22

Structuren rond het oog

oogspieren

De ogen liggen stevig beschermd in je oogkassen en rond de oogbol ligt vetweefsel. Dat vetweefsel houdt het oog op zijn plaats en beschermt samen met de oogkas tegen schokken en stoten.

Zowel de binnenkant van de oogleden als het witte gedeelte van het oog is bedekt met doorzichtig bindvlies. Dat bindvlies vormt een stevige schil rond het oog en produceert slijmerig vocht om het oog te beschermen tegen uitdroging en invloeden van buitenaf. Als het bindvlies ontstoken is, kleurt het oogwit rood.

Aan de rand van de oogleden, tussen de inplantingen van de wimpers, zitten grote talgklieren. Ze geven een vetrijke stof af als bescherming van de huid. Dat voorkomt dat de oogleden aan elkaar kleven. Soms verstopt zo’n klier en kan de talg er niet meer uit. Er ontstaat dan een bultje.

Het oog is omgeven door spieren met meerdere functies:

• een ooglidopheffer voor het openen van het bovenste ooglid Het onderste ooglid valt open onder invloed van de zwaartekracht. Er is dus geen spier nodig om het onderste ooglid naar beneden te halen;

• 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.

ooglidopheffer

Proefversie©VANIN

bovenste schuine oogspier

bovenste rechte oogspier

onderste schuine oogspier

oogkas

onderste rechte oogspier

buitenste rechte oogspier binnenste rechte oogspier

S Afb. 25 Oogspieren.

S Afb. 23

Ontstoken bindvlies

S Afb. 24

Ontstoken talgklier

OPDRACHT 14 DOORDENKER

Verklaar de onderstaande stelling.

Als je moet huilen, snottert je neus.

Proefversie©VANIN

OPDRACHT 15

Verken de ontdekplaat.

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

BEKIJK DE ONTDEKPLAAT

Je oog is omgeven door verschillende delen die het oog op zijn plaats houden en voor bescherming zorgen.

Structuur

Functie

De wenkbrauwen zijn haartjes boven het oog die vermijden dat water en zweet in het oog lopen.

De oogleden sluiten de oogleden af en verspreiden het traanvocht. Ze beschermen de ogen tegen stof en fel licht.

De wimpers

Het traanvocht

zijn haartjes op het einde van de oogleden die ervoor zorgen dat er geen stofdeeltjes in je oog komen.

is een zoutig vocht dat wordt aangemaakt door traanklieren en het oog beschermt tegen uitdrogen en infecties.

De talgklieren liggen rond het oog en scheiden stoffen af die de huid rond het oog beschermen.

De oogkas is een uitholling in de schedel waarin het oog gelegen is.

Het vetweefsel omringt de oogbol in de oogkas en beschermt het oog tegen schokken en stoten.

Het bindvlies beschermt de buitenkant van het oog en produceert een slijmerige vloeistof die het oog vochtig houdt.

Spieren helpen om de ogen te bewegen en de oogleden te openen en te sluiten.

` Maak oefening XX.

2.2 Welke structuren liggen in het oog?

Je hebt nu bestudeerd hoe het oog zich binnen de oogkas situeert en welke structuren er aan de buitenkant zichtbaar zijn. Om te begrijpen hoe het oog licht opvangt, kun je het ontleden om het aan de binnenkant te bekijken. Daarvoor kan een dissectie van het oog uitgevoerd worden: het oog wordt uit elkaar gehaald of ontleed.

Proefversie©VANIN

OPDRACHT 16 ONDERZOEK

Voer de dissectie van het oog uit.

Je kunt de dissectie van het oog uitvoeren. Zie Labo 2 op Wil je de dissectie nog eens herbekijken, ga dan naar de ontdekplaat of bekijk de video.

Een oog is bijna bolvormig. Het oogwit of het harde oogvlies (1) vormt de buitenste, stevige begrenzing van het oog. 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 hard oogvlies

2 hoornvlies

W Afb. 26

Zijaanzicht van het oog.

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 donkerder 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 aan- en afvoer van allerlei stoffen.

BEKIJK DE VIDEO

BEKIJK DE ONTDEKPLAAT

Achter de iris zit een bolle ooglens (7). De lens speelt een rol in de vorming van een scherp beeld in het oog.

12 glasachtig lichaam

9 straallichaam

4 iris

3 oogkamer

7 ooglens

5 pupil

2 hoornvlies

8 lensbandjes

11 oogholte

10 accommodatiespier

Proefversie©VANIN

13 netvlies

6 vaatvlies

1 hard oogvlies

14 gele vlek

16 blinde vlek

15 oogzenuw

17 bloedvaten

S Afb. 27 Dwarsdoorsnede van het oog

De lens is met lensbandjes (8) opgehangen aan het straallichaam (9). In het straallichaam zit de accommodatiespier (10), die een rol speelt in de scherpstelling van het oog.

Het deel achter de lens is de oogholte (11). Daarin zit een heldere, gelatineuze vloeistof. Dat is het glasvocht of glasachtig lichaam (12). 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 of de retina (13). Licht dat door de lens valt, komt op het netvlies terecht. Het centrale gedeelte noemen we de gele vlek (14). 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 of impuls door naar naburige zenuwcellen.

Uitlopers van die zenuwcellen vormen samen de oogzenuw (15). Langs die zenuw worden 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. Dat is de blinde vlek (16). Het netvlies bevat naast receptoren ook bloedvaten (17) die de verschillende cellen van voedingsstoffen voorzien. De bloedvaten komen het netvlies binnen ter hoogte van de blinde vlek.

OPDRACHT 17 ONDERZOEK

Hoe kun je de aanwezigheid van de blinde vlek gewaarworden?

1 Werkwijze

• Houd je leerschrift verticaal met de armen gestrekt zo ver mogelijk voor je uit.

• Knijp je rechteroog dicht.

• F ixeer het kruisje met je linkeroog.

• Je ziet het bolletje ook, maar minder scherp.

• Breng je blad langzaam dichter bij je linkeroog terwijl je het kruisje blijft fixeren.

Proefversie©VANIN

2 Wat stel je vast?

3 Verklaar je waarneming.

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 bruine tot bijna zwarte kleur.

Proefversie©VANIN

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 (door de pigmenten) en blauw (door de terugkaatsing van licht) zien wij de iris groen. Mensen met blauwe ogen hebben geen pigmentkorrels. Al het licht dat in het oog invalt wordt verspreid, waardoor een blauwe kleur ontstaat.

OPDRACHT 18

Lees de onderstaande beschrijvingen van de structuren van het oog.

1 Vul de benaming in bij de juiste beschrijving.

Beschrijving

1 Zorgt voor de juiste druk in het oog.

2 Voorziet het hoornvlies van voedingsstoffen.

3 Opening waarlangs het licht in het oog binnendring t.

4 Produceert vocht dat het oog beschermt tegen infecties.

5 Bevat veel bloedvaten en zorgt voor aanen afvoer van stoffen.

6 Vervoert informatie vanuit het oog naar de hersenen.

7 Zorgt voor de vorming van een scherp beeld.

8 Bevat lichtgevoelige receptoren.

9 Hard omhulsel dat het oog goed beschermt.

Structuur van het oog

OPDRACHT 18 (VERVOLG)

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

Proefversie©VANIN

Bij het ontleden van het oog kun je meerdere structuren onderscheiden: Structuur Functie

Het hard oogvlies is het deel van het oogvlies dat het oog aan de buitenkant omringt.

Het hoornvlies is het doorzichtige deel van het oogvlies dat het oog vooraan bedekt.

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

Het vaatvlies is een laag onder het hard oogvlies die sterk doorbloed is.

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

De lens zorgt voor beeldvorming en is in de achterste oogkamer achter de iris gelegen.

Het netvlies is het deel dat de fotoreceptoren bevat. Het netvlies ligt aan de binnenkant van het vaatvlies.

Het glasachtig lichaam is het deel in de oogholte dat de druk regelt in de ogen en meer naar achter ligt.

De blinde vlek is de plaats waar de oogzenuw door het netvlies naar buiten loopt. Deze plaats bevat geen fotoreceptoren.

` Maak oefening XX.

3 Hoe werkt het oog?

3.1 Hoe regelt het oog de hoeveelheid doorgelaten licht?

Proefversie©VANIN

OPDRACHT 19

Bekijk de afbeelding.

Waarom dragen deze mensen een bijzondere bril?

OPDRACHT 20 ONDERZOEK

Je kent het wel: niets is vervelender dan ’s morgens door fel licht wakker worden.

Maar hoe reageren je ogen daarop?

1 Onderzoeksvraag

Hoe regelt het oog de hoeveelheid doorgelaten licht?

2 Hypothese

• Als er te veel licht is, .

• Als er weinig licht is, .

3 Benodigdheden

4 Werkwijze

1 Werk per twee.

2 Sta bij het raam of een andere lichtbron.

3 Bekijk de grootte van elkaars pupil.

4 Bedek met je handen je ogen gedurende een minuut.

5 Haal je handen weg en bekijk onmiddellijk elkaars pupillen.

OPDRACHT 20 (VERVOLG)

5 Waarneming

a Hoe noemen we het gekleurde deel van het oog?

b Hoe ziet de pupil eruit wanneer je bij het raam staat?

Proefversie©VANIN

c Hoe ziet de pupil eruit wanneer je je ogen afgedekt hebt?

6 Verwerking

a Schrap wat niet past.

• Bij fel licht verkleint / vergroot de pupil.

• Bij minder licht verkleint / vergroot de pupil.

b Waarom verkleint de pupil bij fel licht?

c Heb jij het verkleinen en vergroten van de pupil zelf onder controle?

7 Besluit De pupil

8 Reflectie

a Vergelijk je hypothese met je besluit.

b Kon je het vergroten en verkleinen van de pupil goed waarnemen? … ja … neen

c Als dat niet lukte, hoe kun je dat vergroten en verkleinen beter waarnemen?

In donkere ruimtes kun je met een fototoestel gebruikmaken van een flits om het onderwerp extra te belichten. Door de flits kunnen rode ogen op de foto verschijnen. Dat komt omdat de irissen door de plotse lichthoeveelheid te traag samentrekken. Zo wordt het sterk doorbloede vaatvlies achter in het oog zichtbaar.

Proefversie©VANIN

De diameter van de pupil wordt geregeld door spieren in de iris. Die spieren liggen rond de pupil in twee groepen:

• Kringspieren liggen concentrisch (of in kringen) rond de pupil. Kringspieren trekken samen om de binnenkant van je oog te beschermen tegen te veel licht. Ze zorgen ervoor dat de diameter van de pupil kleiner wordt.

• Straalspieren liggen straalsgewijs of radiaal. Straalspieren trekken samen om bij lagere lichtintensiteiten toch voldoende licht in je oog te laten vallen, zodat je voorwerpen goed kunt waarnemen. Door de straalspieren wordt de diameter van de pupil groter

De aanpassing van de pupildiameter gebeurt spontaan, als een reactie op de lichtintensiteit. Je hebt die reactie niet onder controle.

invallend licht

straalspieren pupil iris

kringspieren

S Afb. 29

Als de hoeveelheid binnenvallend licht afneemt, worden de straalspieren korter en trekken ze de pupilopening open.

Als de hoeveelheid binnenvallend licht afneemt, worden de straalspieren korter en trekken ze de pupilopening open.

S Afb. 30

Als de hoeveelheid invallend licht toeneemt, trekken de kringspieren samen en wordt de pupilopening kleiner.

Als de hoeveelheid invallend licht toeneemt, trekken de kringspieren samen en wordt de pupilopening kleiner.

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.

Proefversie©VANIN

OPDRACHT 21 ONDERZOEK

Hoe worden je ogen beschermd bij blootstelling aan een grote lichthoeveelheid?

1 Onderzoeksvraag

Hoe voorkomt het oog dat er te veel licht binnenkomt?

2 Hypothese

Noteer een hypothese.

3 Benodigdheden

aluminiumfolie mat plakband (bv. Scotch tape)

naald sterke lichtbron (bv. lamp of smartphone)

4 Werkwijze

1 Prik met een naald een zo klein mogelijke opening in de aluminiumfolie.

2 Kleef een stukje plakband over het gaatje.

3 Kijk nu doorheen het gaatje naar een sterke lichtbron.

4 Terwijl je door het gaatje blijft kijken naar de lichtbron, wijzig je de afstand tot de lichtbron.

5 Waarnemingen

a Wat zie je als je door het gaatje naar de lichtbron kijkt?

b Wat gebeurt er bij het verwijderen van de lichtbron?

OPDRACHT 22 (VERVOLG)

c Wat gebeurt er bij het naderen van de lichtbron?

6 Verwerking

De schijf die je ziet is niet het gaatje in de aluminiumfolie, maar de aflijning van jouw pupil die op het netvlies wordt geprojecteerd. Dat kun je controleren door de aluminiumfolie te draaien terwijl je door het gaatje kijkt. De vorm van het gaatje blijft onveranderd.

a Waarom wordt je pupil groter bij het verwijderen van de lichtbron?

Proefversie©VANIN

b Waarom wordt de pupil kleiner bij het naderen van de lichtbron?

9 Besluit

De pupil regelt de lichtinval van het oog. De diameter van de pupil wijzigt naargelang de aanwezige lichthoeveelheid.

10 Reflectie

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

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

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.

De iris regelt de hoeveelheid licht die er in het oog wordt toegelaten. Dat gebeurt door het ontspannen of samentrekken van de irisspieren:

• bij weinig licht trekken de straalspieren samen en wordt de pupil groter;

• bij veel licht trekken de kringspieren samen en wordt de pupil kleiner.

` Maak oefening XX.

3.2 Op welke manier wordt het beeld in het oog gevormd?

OPDRACHT 22

Maak je eigen camera obscura.

Het licht dat je oog binnenvalt, moet door het kleine gaatje van de pupil. Ook de lichtstralen van een grote boom moeten door die kleine pupil. Je kan de vorming van een beeld vergelijken met een camera obscura of een kleine donkere kamer. In een camera obscura komen de lichtstralen van een voorwerp doorheen een gaatje in de donkere doos. Er wordt een omgekeerd en verkleind beeld op het scherm gevormd.

Proefversie©VANIN

gaatje in de doos

doos scherm

lichtstralen

omgekeerd en verkleind beeld

OPDRACHT 23

Komt de beeldvorming in je oog overeen met de beeldvorming van de camera obscura?

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

2 Wat is het grootste verschil in de manier van beeldvorming tussen de camera obscura en het oog?

3 Welke functie heeft de lens in je oog?

4 Bij de dissectie van het oog heb je duidelijk de ooglens kunnen bestuderen. Is de ooglens een holle of een bolle lens?

S Afb. 31

Hoe vallen lichtstralen in het oog?

S Afb. 32 Camera obscura

W Afb. 33

OPDRACHT 24 ONDERZOEK

Welke invloed heeft een bolle lens op de richting van de lichtstralen?

1 Onderzoeksvraag

Hoe wordt het beeld door een bolle lens gevormd?

2 Hypothese

Formuleer een hypothese.

Proefversie©VANIN

3 Benodigdheden

klein stukje papier (7 x 4 cm) reageerbuis met stop 50 ml water

4 Werkwijze

1 Schrijf de woorden ‘koolstof’ en ‘dioxide’ (in hoofdletters) onder elkaar op een blad papier.

2 Vul de reageerbuis met water.

3 Sluit ze af met een stop.

4 Houd de reageerbuis horizontaal enkele centimeters boven de woorden ‘koolstof’ en ‘dioxide’.

5 Kijk door de reageerbuis naar de woorden.

5 Waarnemingen

Wat neem je waar?

6 Verwerking

De wanden van de reageerbuis zijn gebogen, ze staan bol. Daardoor verandert de richting van de invallende lichtstralen op een zodanige manier dat er een omgekeerd beeld ontstaat.

7 Besluit

Formuleer een besluit.

8 Reflectie

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

b Vergelijk je hypothese met je besluit.

De bolle lens in je oog kun je vergelijken met de gebogen wand van het reageerbuisje. Wanneer lichtstralen op de bolle ooglens invallen, gebeurt er hetzelfde als in het onderzoek.

De bolle ooglens, samen met de verschillende structuren in het oog, veroorzaken de breking van de invallende lichtgolven. Achter de ooglens kruisen de afgebogen lichtstralen elkaar. Daardoor wordt het beeld omgekeerd en verkleind geprojecteerd op het netvlies.

De lichtstralen die vanuit één punt van het voorwerp vertrekken, komen opnieuw samen op het netvlies. Dat punt is een beeldpunt.

Proefversie©VANIN

lens

beeldpunten

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

S Afb. 34

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 en verkleind beeld

` Maak oefening XX.

OPDRACHT 25

Ontdek hoe je scherp ziet.

3.3 Hoe zorgt het oog voor een scherp beeld?

1 Voer de opdracht uit en beantwoord de vragen.

a Hou een potlood voor je en kijk ernaar. Wat zie je?

Proefversie©VANIN

b Blijf naar je potlood kijken. Zie je de leerkracht vooraan scherp?

c Kijk nu naar de leerkracht vooraan. Wat zie je?

d Blijf naar de leerkracht kijken. Zie je het potlood?

e Welke structuur in het oog zorgt ervoor dat je beeld kunt scherpstellen?

2 Omcirkel de juiste antwoorden. Gebruik daarvoor afbeelding 37.

• Bij een dichtbijgelegen voorwerp maak je de ooglens boller / meer afgeplat.

• Bij een verafgelegen voorwerp maak je de ooglens boller / meer afgeplat.

• dichtbij veraf bolle lens afgeplatte lens

W Afb. 35 Beeldvorming in het oog

Als je kortbij naar een voorwerp kijkt, zie je alles wat veraf ligt wazig. Als je naar iets in de verte kijkt, zie je de voorwerpen dichtbij dan weer wazig.

Bij het waarnemen van een voorwerp veraf of kortbij worden lichtgolven door de lens minder of sterker afgebogen. Dat heeft gevolgen voor de scherpte van het beeld op het netvlies.

Om een voorwerp scherp waar te nemen, moeten de beeldpunten van de lichtstralen die vanuit het voorwerp vertrekken precies op het netvlies terechtkomen. Dat gebeurt door de kromming van de ooglens aan te passen met behulp van het straalvormig lichaam. Die aanpassing van de ooglens noemen we scherpstelling of accommodatie

Het straallichaam bestaat uit een ring van spierweefsel rond de buitenrand van de iris. Daarin bevinden zich accommodatiespieren, die verbonden zijn met lensbandjes

Door de lengte van de lensbandjes aan te passen, wordt de vorm van de lens gewijzigd, waardoor het beeldpunt op de lens valt.

accommodatiespier iris (regenboogvlies)

lensbandjes

Proefversie©VANIN

hoornvlies lens

• Als de accommodatiespier ontspant wordt de diameter van de accommodatiespier groter. 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 accommodatiespier samentrekt, wordt er niet aan de lensbandjes getrokken. Ze hangen dan slap, waardoor de lens haar natuurlijke, bolle vorm aanneemt. Op het netvlies wordt dan een scherp beeld gevormd van voorwerpen dichtbij.

W Afb. 36 Straalvormig lichaam

voorwerp veraf voorwerp dichtbij

accommodatiespier in rust

afgeplatte ooglens

opgespannen lensbandjes

accommodatiespier in rust

opgespannen lensbandjes afgeplatte ooglens

S Afb. 37 Schematische voorstelling van de accommodatie

accommodatiespier in actie

ontspannen lensbandjes bolle ooglens

Proefversie©VANIN

accommodatiespier in actie

ontspannen lensbandjes bolle ooglens

De lens kan niet onbeperkt boller worden. Als we een voorwerp steeds dichter bij onze ogen brengen, bereiken we een punt waarop we het beeld niet meer scherp krijgen. Dat is het punt waarop de lens haar maximale natuurlijke kromming bereikt heeft. Dat punt noemen we het nabijheidspunt. Het nabijheidspunt is het punt waarop het beeld nog net scherp is. De ligging van het nabijheidspunt is sterk afhankelijk van de kracht van de accommodatiespier en van de elasticiteit van de lens.

De accommodatiespier kan de kromming van de ooglens aanpassen.

• Als de accommodatiespier ontspannen is, zijn de lensbandjes aangespannen en is de lens plat.

• Als de accommodatiespier opgespannen is, hangen de lensbandjes slap en is de lens bol.

Op die manier zorgt de accommodatiespier ervoor dat er op het netvlies een scherp beeld terechtkomt. Daardoor kun je zowel dichtbij als veraf staande voorwerpen scherp waarnemen.

` Maak oefening XX.

3.4 Waar liggen de fotoreceptoren en hoe zijn ze opgebouwd?

A Algemene situering van de fotoreceptoren

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

Proefversie©VANIN

1 De buitenste laag is een pigmentlaag, die donkere korrels bevat. Bij de dissectie van het oog kun je duidelijk waarnemen dat de binnenzijde van het oog zwartgekleurd is. Dat is te wijten aan de pigmentlaag. Die pigmenten absorberen al het licht dat in het oog valt, zodat het niet in de oogbal weerkaatst en verstrooid wordt.

2 Meer naar binnen toe ligt een laag die de lichtgevoelige cellen of de fotoreceptoren bevat. Die cellen vangen licht op en zetten het om naar een signaal of impuls. Er zijn staafjes en kegeltjes

3 Op de laag met fotoreceptoren meer naar het centrum van het oog toe, ligt een laag met bipolaire cellen. Dat zijn zenuwcellen die de lichtgevoelige cellen verbinden met de zenuwcellen van de vierde laag. Ze vormen de schakels tussen fotoreceptoren en het zenuwstelsel.

4 In de vierde laag, nog meer naar het centrum van het oog, liggen zenuwcellen of ganglioncellen, 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.

Op afbeelding 40 kun je zien dat de laag met ganglioncellen 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.

ganglioncellen

zenuwcellen

bipolaire cellen

kegeltjes

Proefversie©VANIN

OPDRACHT 26

Bestudeer de vier lagen in het netvlies en beantwoord de vragen.

1 Welke laag ligt het dichtst bij de lens?

2 Welke laag ligt het verst verwijderd van de lens?

3 In welke laag komt het licht eerst terecht?

4 In welke laag wordt het licht geabsorbeerd?

5 In welke laag wordt het licht opgevangen?

6 Vanuit welke laag wordt de oogzenuw gevormd?

7 Wat valt je op als je de volgorde van de ligging van de verschillende lagen van het netvlies bestudeert?

8 Welke eigenschap moet de laag met zenuwcellen in het netvlies zeker hebben? Verklaar.

staafjes

pigmentlaag

S Afb. 39 Bouw van het netvlies

B 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.

kegeltje

richting van het licht

Proefversie©VANIN

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 optische as van de ooglens.

• In de blinde vlek (zie opdracht X op diddit) liggen er geen staafjes en geen kegeltjes, omdat de oogzenuw daar naar buiten treedt. 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 komen vooral staafjes voor.

kern

staafje

S Afb. 40

S Afb. 41 SEM-beeld van staafjes en kegeltjes

blinde vlek gele vlek

kegeltje staafje

Proefversie©VANIN

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 XX.

C Werking van de fotoreceptoren

Fotoreceptoren zijn gespecialiseerde cellen die instaan voor de verwerking van de lichtprikkels. De fotoreceptoren bevatten het pigment rodopsine, een molecule die lichtdeeltjes of fotonen kan absorberen. Wanneer een lichtdeeltje invalt, verandert rodopsine van vorm en worden op die plaats de fotoreceptoren geactiveerd. De lichtprikkel wordt dan omgezet in een elektrisch signaal, dat door zenuwcellen naar de hersenen wordt geleid.

Het rodopsine-pigment in de staafjes kan alle golflengtes of kleuren absorberen. Met staafjes kun je dus enkel grijstinten, maar geen kleuren waarnemen. Staafjes zijn heel lichtgevoelig, waardoor weinig licht al voldoende is om het pigment in de staafjes van vorm te doen veranderen. Het is dankzij de staafjes dat je in slecht verlichte ruimten toch nog kunt zien.

S Afb. 42

Netvlies van het linkeroog

S Afb. 43

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

Voor de aanmaak van rodopsine is vitamine A nodig. Een tekort aan vitamine A leidt tot nachtblindheid.

S Afb. 44

Bij de mens zijn er drie soorten kegeltjes die elk gevoelig zijn voor een van de drie hoofdkleuren (rood, groen of blauw) en dus ook voor hun specifieke golflengtes.

Proefversie©VANIN

APPLET HOOFDKLEUREN

S Afb. 45

Golflengten van zichtbaar licht

Daardoor zijn kegeltjes kleurgevoelige fotoreceptoren. Afhankelijk van de verhouding waarin de drie types kegeltjes geprikkeld worden, zien we de verschillende kleuren. Als bijvoorbeeld kegeltjes voor rood en groen gelijktijdig geprikkeld worden, zie je geel of oranje. Kegeltjes zijn minder lichtgevoelig dan staafjes en hebben een hogere prikkeldrempel. Er moet dus meer licht zijn om ze te prikkelen.

Ben je benieuwd welke kleuren je kunt krijgen met de drie hoofdkleuren? Test maar eens uit!

WEETJE

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 manieren aangewend.

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

S Afb. 46

De urinesporen weerkaatsen uv-licht.

• De urinesporen van sommige dieren weerkaatsen ultraviolet licht. Zo sporen sommige roofvogels hun prooi op. Ook in het onderscheid tussen mannetjes en vrouwtjes spelen uv-kleuren een rol, bijvoorbeeld bij het roodborstje, de pimpelmees en de ekster. Voor ons mensen zien beide seksen er hetzelfde uit.

WEETJE

Rodopsine moet altijd eerst terug zijn oorspronkelijke vorm aannemen om een volgende lichtfoton te absorberen. Dat kost tijd en energie, waardoor het ook een tijdje duurt vooraleer het beeld van ons netvlies verdwijnt. Dat merk je als je dertig seconden naar een rode rechthoek kijkt op een zwarte achtergrond en daarna naar een witte achtergrond. Je ziet dan een rechthoek in de complementaire kleur: lichtblauw. Dat komt omdat de kegeltjes die de rode kleur opvangen, vermoeid zijn geraakt en tijdelijk niet meer geprikkeld kunnen worden. Als 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 lichtblauw. Dat noemt men een ‘spookbeeld’.

Proefversie©VANIN

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. Dat kan door het fotopigment dat ze bevatten. Als dat pigment wordt belicht, wordt het afgebroken. Daardoor wordt de lichtprikkel omgezet in een signaal of impuls. Die signalen worden via de oogzenuw door het zenuwstelsel naar de hersenen geleid.

` Maak oefening XX op p. XX.

D Hoe worden lichtprikkels verwerkt?

OPDRACHT 27

Wat is het verschil in zien tussen kijken met één oog of kijken met twee ogen?

1 Hou met gestrekte linkerarm een balpen voor je met de punt omhoog en sluit één oog. Probeer nu met de top van je rechterwijsvinger de punt van de balpen te raken.

Wat neem je waar?

2 Doe net hetzelfde maar nu met beide ogen open.

Wat neem je waar?

3 Wat is het voordeel van kijken met beide ogen?

OPDRACHT 28

Wat zie je in je beeld op de plaats van de blinde vlek?

1 Volg de instructies.

a Houd je leerschrift verticaal met de armen gestrekt zo ver mogelijk voor je uit.

b Knijp je linkeroog dicht.

c Kijk met je rechteroog naar het witte bolletje.

d Breng je boek langzaam dichter bij je rechteroog totdat het beeld van het sterretje op de blinde vlek valt.

2 Waarneming

a Zie je een ‘gat’ in het beeld op de plaats van het sterretje?

b Wat neem je dan waar?

3 Verklaring

a Waarom zie je geen ‘gat’ op de plaats van de blinde vlek?

Proefversie©VANIN

b Welke structuur in ons lichaam is daarvoor verantwoordelijk?

OPDRACHT 29

Ontdek een aantal optische illusies.

1 Bekijk de afbeeldingen en noteer je waarnemingen.

Proefversie©VANIN

Wat zie je?

Welke blauwe streep is de langste?

Beweeg met je ogen over het beeld of beweeg het beeld langzaam heen en weer. Wat stel je vast?

2 Kun je uit de bovenstaande voorbeelden afleiden dat je ogen soms niet goed werken? Verklaar.

Het eigenlijke zien gebeurt niet met onze ogen, maar wel met onze hersenen. Op het netvlies van beide ogen wordt in de gele vlek een omgekeerd, verkleind en scherp beeld van een voorwerp gevormd (afb. XX). De hersenen verwerken de twee netvliesbeelden tot één geheel. Daardoor heb je dieptezicht.

Bovendien zie je de wereld niet omgekeerd en verkleind. Door ervaring interpreteren de hersenen de beelden als rechtopstaande beelden. Ook van de blinde vlek op het netvlies van beide ogen hebben we geen last. Er ontstaat geen ‘gat’ in het gezichtsveld, omdat de hersenen het beeld aanvullen. Het omringende beeld breidt zich uit naar het gebied van het ‘gat’. Gezichtsbedrog of optische illusie is iets wat je ogen zien, maar waar je hersenen een andere interpretatie aan geven.

Proefversie©VANIN

Lichtprikkels worden verwerkt door de hersenen. Ze verwerken de twee netvliesbeelden tot één geheel waardoor je dieptezicht hebt. Door ervaring interpreteren de hersenen de beelden als rechtopstaande beelden. Op de plaats van de blinde vlek vullen de hersenen het beeld aan met het beeld van het omringende gebied.

W Afb. 47 Interpretatie van het netvliesbeeld door de hersenen

4 Wat als de werking van het oog verstoord is?

OPDRACHT 30

Hoeveel klasgenoten dragen een bril of lenzen?

Vraag aan jouw medeleerlingen waarom ze een bril dragen.

Mensen die bijziend zijn, kunnen enkel beelden die dichtbij zijn scherp zien. Beelden veraf kunnen ze niet scherp waarnemen. De lens projecteert het scherp beeld namelijk niet op het netvlies. Het scherpe beeld wordt gevormd vóór het netvlies. Dat komt omdat de lens te bol is of het oog zelf niet rond, maar eerder langwerpig gevormd is. Door een bril met holle lenzen te dragen, kan dat verholpen worden. De breking van de lichtstralen wordt zo aangepast waardoor het scherpe beeld wel op het netvlies terechtkomt.

Proefversie©VANIN

BIJZIENDHEID

beeldpunten beeldpunten onscherp beeld

correctie van bijziendheid door bril met holle lenzen

VERZIENDHEID

onscherp beeld

beeldpunten beeldpunten

Voor mensen die verziend zijn, is het net omgekeerd. Zij kunnen enkel beelden die veraf zijn scherp zien. Beelden dichtbij kunnen ze niet scherp waarnemen. Hier valt het scherpe beeld achter het netvlies. De oorzaak kan zijn dat de lens onvoldoende bol is of het oog niet ‘diep’ genoeg is. Een bril met bolle lens kan hier de breking van de lichtstralen versterken en zo een scherp beeld op het netvlies vormen.

correctie van bijziendheid door bril met holle lenzen beeldpunten

Proefversie©VANIN

VERZIENDHEID

onscherp beeld beeldpunten beeldpunten

correctie van verziendheid door bril met bolle glazen

Ouderdomsverziendheid is net hetzelfde, maar het heeft een andere oorzaak. Bij oudere mensen neemt de elasticiteit van de ooglens af. Daarbij verzwakt de accommodatiespier waardoor ze minder goed samentrekt; de lens wordt niet goed bol meer. De lichtstralen worden niet genoeg gebroken en het scherpe beeld valt achter het netvlies. Een bril met bolle lenzen kan ouderdomsverziendheid verhelpen.

Soms gebeurt het dat mensen zowel dichtbij als veraf niet meer scherp zien. Dan is een bifocale bril nodig waarbij de bovenste helft van het glas dient om ver te zien en de onderste helft om dichtbij te zien. Er zijn ook multifocale brillenglazen: die zijn zo gekromd dat alle overgangen van ver naar dichtbij scherp gezien kunnen worden. Minder scherp zien kan niet alleen veroorzaakt worden door de ooglens maar ook door de kromming van het hoornvlies. Het hoornvlies, met het vocht van de oogkamer, is immers de eerste stap in de lichtbreking in het oog. Met een laserbehandeling kan die kromming worden aangepast om zo een scherper beeld op te leveren. Soms wordt een bril dan overbodig.

OPDRACHT 31 ONDERZOEK

Onderzoek de invloed van de leeftijd op de leesafstand.

Ga naar Labo 3 op p. 387.

OPDRACHT 32

Test jezelf!

1 Wat kun je lezen in de eerste schijf?

2 Wat zie je in de tweede schijf?

Proefversie©VANIN

Bij sommige mensen werken niet alle kegeltjes even goed, waardoor ze kleuren afwijkend waarnemen: ze hebben kleurenslechtziendheid. Het treedt op als een of meer van de drie types kegeltjes niet of minder goed werken. Bij de meest voorkomende vorm wordt het verschil tussen rood en groen niet of niet goed waargenomen. Dat is een erfelijke aandoening die meer bij mannen dan bij vrouwen voorkomt. Kleurenslechtziendheid heeft invloed op het dagelijks leven van mensen, bekijk afbeelding 50 maar eens.

S Afb. 50

Foto 1: normaal zicht

Foto 3: rode kegeltjes werken niet

1 2 3 4

Foto 2: groene kegeltjes werken niet

Foto 4: blauwe kegeltjes werken niet

Als de werking van de staafjes verstoord is, zie je slecht of helemaal niet als er weinig licht is. Dat kan ’s avonds of ’s nachts zijn maar ook bij een zwakke verlichting. De oorzaak kan een gebrek aan vitamine A zijn. Hebben ze jou ook ooit verteld dat je van worteltjes beter gaat zien? Natuurlijk klopt dat niet helemaal, maar worteltjes zijn wel een bron van vitamine A en dat kan nachtblindheid voorkomen.

Wanneer het oog niet goed accommodeert, kunnen afwijkingen ontstaan.

• Bijziendheid ontstaat wanneer de oogbol te lang is of de lens te bol. Oplossing: een bril met holle lenzen.

• Verziendheid ontstaat wanneer de oogbol te kort of de lens te plat is.

Proefversie©VANIN

Oplossing: een bril met bolle lenzen zorgt voor een scherp beeld.

• Ouderdomsverziendheid ontstaat door een vermindering van elasticiteit van de ooglens en een slappere accommodatiespier.

Oplossing: een bril met bolle lenzen zorgt voor een scherp beeld.

• Kleurenslechtziendheid is een stoornis van de kegeltjes.

• Nachtblindheid is een stoornis van de staafjes.

5 Hoe nemen andere dieren lichtprikkels waar?

A Nemen alle dieren dezelfde lichtprikkels waar?

Bijen zien hun omgeving op een heel andere manier dan mensen. Denk terug aan de foto van de boterbloem bij de start van dit hoofdstuk. Bijen kunnen uv-licht zien maar geen rood licht. In het bijzonder onderscheiden ze speciale patronen op bloemen die hun de weg naar de nectar tonen. Die patronen worden nectargidsen genoemd. Ze ontstaan door speciale groefjes en ribbeltjes op de bloemblaadjes die het zonlicht reflecteren in kleuren van blauw tot ultraviolet licht. Zo trekken bloemen dus bijen aan voor de bestuiving.

Ook heel wat vogels kunnen uv-licht zien. Ze beschikken daarvoor over een vierde soort kegeltjes. Kolibries gaan op die manier op zoek naar nectar in bloemen, andere vogels vinden zo rijpe bessen. Zelfs urine van muizen reflecteert uv-licht, wat dan weer handig voor roofvogels is. En wat dacht je van het vinden van een geschikte partner? Veren van vogels en vleugels van vlinders lichten extra op zodat het sterkste mannetje kan worden gekozen.

Sommige slangen zoals de groefkopadders kunnen infrarode straling waarnemen. Dat doen ze met speciale receptoren die niet in het oog zitten maar in groefjes op de kop. Ze nemen daarmee de warmte waar die door een prooidier wordt uitgestraald. Hun hersenen vormen met die informatie een beeld. Handig als warmbloedige dieren op het menu staan, en het hoeft zelfs niet licht te zijn. Slangen die zich voeden met koudbloedige dieren hebben die receptoren niet.

S Afb. 51 Wat mensen zien

S Afb. 52 Wat bijen zien

S Afb. 53 Groefkopadder

B Zien alle dieren hun omgeving op dezelfde manier?

Het is niet voor alle dieren noodzakelijk om lichtprikkels te kunnen waarnemen. Denk maar aan grotvissen die hun hele leven in een donkere grot verblijven. Licht waarnemen is voor die dieren van geen belang. We stellen vast dat die vissen geen ogen meer hebben; hun voorouders die in de grot gingen leven hadden die echter wel nog.

Proefversie©VANIN

Eenvoudige fotoreceptoren die enkel het verschil tussen licht en donker kunnen zien, treffen we aan bij heel wat weekdieren. De schaalhoorn, een diertje op de golfbrekers aan zee, dat ’s nachts algen graast, heeft een groefoog. Enkel het verschil tussen dag en nacht herkennen is voor dat dier van belang.

Bij de nautilus, een inktvis met een schelp, ontdekken we een camera obscura als oog. We noemen het een bekeroog of cameraoog, een klein gaatje met daarachter een ruimte met op de achterwand lichtgevoelige cellen. Er is geen lens en het zeewater kan vrij in- en uitstromen. Net als andere weekdieren kan de nautilus enkel lichtverschuivingen waarnemen. Octopussen daarentegen hebben goed ontwikkelde ogen met een ooglens die kan scherpstellen door de lens te verplaatsen in de oogholte. Dat komt van pas om te jagen op een prooi.

Het systeem van lensverplaatsing om scherp te stellen op een voorwerp is ook bij vissen en amfibieën de manier om hun omgeving goed waar te nemen. Ze hebben een starre bolle lens die met spiertjes naar voor of naar achter getrokken wordt. Op die manier kunnen makrelen hun omgeving goed in de gaten houden om eventuele vijanden op te sporen en zullen kikkers een lekkere vlieg te pakken krijgen.

Reptielen, vogels en zoogdieren hebben gelijkaardig gebouwde ogen. Ze beschikken over een ooglens met daarrond een accommodatiespier die ervoor zorgt dat de lens platter of boller kan worden om scherp te stellen. Handig als je bijvoorbeeld een roofvogel bent en dat urinespoor van die muis vanop een hoogte van dertig meter wilt zien. Slangen, ook reptielen, zijn hier een uitzondering, zij hebben net als vissen en amfibieën een starre ooglens die door spiertjes verplaatst wordt om scherp te stellen.

S Afb. 54

Blinde grotvis

S Afb. 55 Schaalhoorn

W Afb. 56 Nautilus

Proefversie©VANIN

Bijzondere ogen treffen we aan in de wereld van de insecten. De facetogen zijn je vast en zeker al opgevallen. Een facetoog bestaat uit een heleboel deeloogjes of facetten, elk met een lensje; samen vormen ze een deel van een bol. Elk deeloogje vangt lichtprikkels op en zo wordt een mozaïekbeeld van de omgeving gevormd. Door de bolle vorm van het facetoog krijgt het insect een groot gezichtsveld. Libellen, echte jagers, hebben veel facetten per oog om in volle vlucht een ander insect te verschalken. Werkmieren die op de bodem leven hebben er een pak minder. Naast de facetogen zijn er vaak ook nog drie enkelvoudige oogjes of ocellen aanwezig.

Niet alle dieren hebben oogleden en kunnen hun ogen dus niet altijd sluiten. Vissen zoals kabeljauw en haring hebben geen oogleden. Bij slangen zijn beide oogleden vergroeid en doorzichtig. Het oog is niet altijd beweeglijk. Wij, mensen, kunnen onze ogen naar een voorwerp richten door de aanwezigheid van oogspieren maar veel dieren hebben die niet. Vogels hebben in de plaats daarvan een heel beweeglijke kop. Een uil kan zijn kop zelfs helemaal naar achter draaien.

W Afb. 58 Facetoog libelle

S Afb. 59

Mozaïekbeeld gezien door facetogen

S Afb. 60 Accommodatie platter of boller worden lens

S Afb. 61 Accommodatie door lensverplaatsing

S Afb. 62 Lensoog octopus

S Afb. 63 Bekeroog of cameraoog nautilus

S Afb. 64 Groefoog schaalhoorn

WEETJE

S Afb. 65 Kabeljauw

S Afb. 66 Uil

S Afb. 67 Slang Slang

C Is er een verband tussen de stand van de ogen en de leefwijze van het dier?

OPDRACHT 33

Vergelijk de afbeeldingen.

1 Noteer de begrippen bij het juiste beeld. Kies uit:

klein gezichtsveld – groot gezichtsveld – sterk dieptezicht – weinig dieptezicht – roofdier –prooidier – ogen naar voren gericht – ogen zijwaarts

Proefversie©VANIN

2 Verklaar je keuze.

a Bij roofdieren:

dieptezicht geen dieptezicht

buiten het gezichtsveld

dieptezicht geen dieptezicht

buiten het gezichtsveld

b Bij prooidieren:

De kameleon is een bijzonder geval: hij heeft twee uitpuilende ogen die zorgen voor een gezichtsveld van maar liefst 360 °. De ogen staan zijwaarts maar het dier kan ze apart gebruiken. Met het ene oog heeft de kameleon een lekkere prooi in de gaten terwijl het andere oog de omgeving observeert. Door zijn uitpuilende beweeglijke ogen kan de kameleon toch met zijn beide ogen naar voor kijken. Zo ontstaat dieptezicht om bijvoorbeeld een vlieg te kunnen vangen.

Proefversie©VANIN

Roofdieren moeten om te jagen goed afstanden kunnen inschatten. Omdat hun ogen vooraan staan, overlappen beide gezichtsvelden een groot deel en ontstaat een sterk dieptezicht. Hun gezichtsveld is daardoor kleiner maar daar ondervinden ze weinig nadeel van. Zij hebben vaak geen vijanden. Bij de meeste prooidieren zijn de ogen aan de zijkant van de kop ingeplant. Daardoor ontstaat een heel groot gezichtsveld zodat ze roofdieren goed opmerken. Zo kunnen ze tijdig vluchten. Ze hebben weinig dieptezicht maar omdat ze vaak planteneters zijn, is dat niet erg.

Vogels beschikken over grote ogen in verhouding tot hun kop; ze behoren tot de dieren met het beste zicht. De ogen van roofvogels staan meer naar voor want voor het jagen op prooien is dieptezicht belangrijk. Bovendien is ter hoogte van de gele vlek het netvlies iets uitgediept waardoor roofvogels een extra vergroot beeld kunnen opvangen. Vogels die niet jagen maar zelf een prooi kunnen zijn, hebben de ogen zijwaarts op de kop voor een groter gezichtsveld.

S Afb. 69 Buizerd

S Afb. 68 Kameleon

D Hoe komt het dat sommige dieren beter zien in het donker?

OPDRACHT 34

Bekijk de onderstaande ogen van dieren.

1 Wat valt je op bij de ogen van een kat en een wolf?

2 Op de ene foto zie je het spookdiertje bij daglicht, op de andere foto ’s nachts. Welk verschil stel je vast?

teruggekaatste lichtstraal

invallende lichtstraal

ganglioncellen

bipolaire cellen

fotoreceptoren

pigmentlaag

tapetum

kat

invallende lichtstraal

ganglioncellen

bipolaire cellen

fotoreceptoren

pigmentlaag

Proefversie©VANIN

S Afb. 70

mens

Schematische doorsnede van het netvlies bij de kat en bij de mens

Wanneer een kat of een wolf in het donker naar een lichtbron kijken, lijken hun ogen op te lichten. Dat komt omdat hun ogen achterin een extra laag bevatten, het tapetum lucidum, dat het binnenvallend licht reflecteert. Op die manier passeert het licht twee keer langs de lichtgevoelige delen in het oog. Het tapetum is bij heel wat nachtactieve dieren aanwezig. Daardoor kunnen ze beter dan mensen in het donker zien.

Bij het spookdiertje kon je vaststellen dat het heel grote ogen heeft én dat de pupil in het donker wijd openstaat. Door die grote ogen passen er veel staafjes in het netvlies om ’s nachts beter te kunnen zien. Als er veel staafjes zijn, betekent dat vaak dat er minder kegeltjes zijn en dat er dus ook minder kleuren worden waargenomen. Op die manier probeert het spookdiertje, en ook heel wat andere nachtdieren, zo veel mogelijk lichtstralen op te vangen. Je ziet dat bij daglicht de pupil heel klein wordt; nachtdieren verdragen vaak niet goed daglicht.

In het netvlies zien we ook verschillen tussen nachtdieren en dieren die overdag leven. Als in het donker kunnen zien belangrijk is, dan treffen we veel meer staafjes aan. Als een scherp zicht en kleuren zien noodzakelijk is om een prooi te vangen, dan zijn er veel meer kegeltjes in het netvlies aanwezig.

Dieren vangen lichtprikkels niet altijd op dezelfde manier op. Wat ze kunnen waarnemen en hoe ze dat doen, staat in verband met hun leefwijze. Dat verhoogt hun overlevingskansen.

WEETJE

Pupillen zijn er in allerlei vormen en formaten. Heel wat dieren hebben ronde pupillen maar zeker niet allemaal.

Bij herten zien we een horizontale, langgerekte pupil die een groot gezichtsveld oplevert.

Proefversie©VANIN

De gekko kan zijn pupil tot een spleetje samentrekken om de lichtinval te beperken; het dier is eerder ’s nachts actief.

De geelbuikvuurpad is dan weer vertederend met zijn hartvormige pupil.

S Afb. 71 Pupil hert

S Afb. 72 Pupil gekko

S Afb. 73 Pupil geelbuikvuurpad

Î Hoe nemen mensen en andere dieren lichtprikkels waar?

1 Wat is licht?

Zichtbaar licht is de straling die die mens kan waarnemen. Wit licht is opgebouwd uit meerdere golflengtes. Elke heeft een bepaalde . Wanneer licht door een andere gaat, worden de stralen gebroken. Dat noem je . Voorwerpen krijgen de kleur van de golflengte die ze niet absorberen. Enkel de golflengtes die worden, kunnen door de ogen worden opgevangen. Daardoor zie je elk voorwerp in die bepaalde kleur.

2 Hoe is het oog opgebouwd?

Begrip Functie

zorgen ervoor dat water en zweet niet in het oog lopen.

werken als een stof- en zonnefilter.

beschermt het oog tegen uitdrogen en infecties.

beschermt de rand van de oogleden tegen vocht. verdelen traanvocht en beschermen tegen stof en licht.

beschermt het oog door een slijmerige vloeistof te produceren.

oogspieren bindvlies vetweefsel wimpers bovenste ooglid

Proefversie©VANIN

wimpers onderste ooglid

oogspieren oogkas

zon wit licht

regelt druk in het oog

geeft kleur aan de ogen

bevat waterige vloeistof die hoornvlies beschermt

laat het licht binnen

zorgt voor beeldvorming

helpen om de ogen te bewegen

3 Hoe werkt het oog?

zorgt voor af- en aanvoer van stoffen

bevat fotoreceptoren

Proefversie©VANIN

hier zie je het best

bevat geen fotoreceptoren

vervoert signalen naar de hersenen

zorgt voor aan- en afvoer van allerlei stoffen

omhulsel dat het oog beschermt

A Hoe regelt het oog de hoeveelheid doorgelaten licht?

• De lichtstralen vallen het oog binnen doorheen het (1) en lopen dan doorheen de (2).

• In de pupil wordt de hoeveelheid invallend licht geregeld door de irisspieren (3):

bij het samentrekken van de straalspieren wordt de diameter van de pupil , waardoor meer licht het oog binnenvalt;

bij het samentrekken van de kringspieren wordt de pupil , waardoor het oog wordt beschermd tegen te veel invallend licht.

B Op welke manier wordt het beeld in het oog gevormd?

Vooraleer de lichtstralen op het netvlies terechtkomen, passeren ze meerdere structuren, telkens met hun eigen . Dat veroorzaakt een afbuiging van de lichtstraling.

Zo ontstaat er een en beeld op het netvlies.

C 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 .

• Er ontstaat een scherp beeld op het (4).

Proefversie©VANIN

D Waar liggen de fotoreceptoren en hoe zijn ze opgebouwd?

• Het netvlies bevat twee soorten fotoreceptoren: de en de (7).

De vereisen weinig licht, ze worden geprikkeld bij lage lichtintensiteiten en kunnen geen kleur waarnemen.

De dienen voor kleurenzicht. Verschillende kleuren kunnen we zien doordat een of meerdere soorten kegeltjes geprikkeld worden. Het grootste aantal kegeltjes zit in de (11). Daar zie je het best.

• Het licht wordt opgevangen door in de fotoreceptoren. Dat veroorzaakt een vormverandering van , waardoor de fotoreceptoren geactiveerd worden en er een signaal ontstaat.

• De fotoreceptoren geven signalen door naar (8), die op hun beurt de zenuwcellen of (9) prikkelen. De uitlopers van zenuwcellen komen samen in de en vormen daar de oogzenuw (10).

• De oogzenuw (10) geleidt het signaal naar de hersenen.

E Hoe worden lichtprikkels verwerkt?

• Lichtprikkels worden verwerkt door de . Ze verwerken de twee netvliesbeelden tot één geheel; daardoor heb je .

• Op de plaats van de vullen de hersenen het beeld aan met het beeld van het omringende gebied.

• Gezichtsbedrog of optische illusie is iets wat je ogen zien, maar waar je hersenen een aan geven.

Proefversie©VANIN

4 Wat als de werking van het oog verstoord is?

Kleur de vakjes die bij elkaar horen in dezelfde kleur.

lens te plat correctie met holle lens oogbol te lang problemen met dichtbij zien bijziendheid problemen met veraf zien

• = wanneer je kleuren niet of niet goed kunt waarnemen.

• = wanneer je problemen hebt om in het schemerdonker goed te zien.

1.5 Hoe nemen andere dieren lichtprikkels waar?

Dieren vangen lichtprikkels niet altijd op dezelfde manier op. Wat ze kunnen waarnemen en hoe ze dat doen, staat in verband met hun . Dat verhoogt hun . Geef een voorbeeld van de bovenstaande vaststelling.

1 Begripskennis

• Ik kan de rol van lichtbreking voor de werking van het oog uitleggen.

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

• Ik kan uitleggen wat de functie van die structuren is.

• Ik kan uitleggen hoe de irisspieren een rol spelen in de hoeveelheid binnengelaten licht.

• 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 en verkleind beeld ontstaat.

• Ik kan uitleggen hoe het oog scherpstelt op een voorwerp veraf en dichtbij.

• Ik kan de delen van het netvlies benoemen en aanduiden.

• Ik kan de rol van fotoreceptoren beschrijven in het omzetten van lichtprikkels naar een zenuwsignaal.

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

• Ik kan uitleggen hoe de hersenen een rol spelen in de vorming van het beeld.

• Ik kan aan de hand van enkele voorbeelden uitleggen hoe de werking van het oog verstoord kan zijn.

• Ik kan aan de hand van enkele voorbeelden uitleggen hoe de ogen van andere dieren aan hun leefwijze zijn aangepast.

2 Onderzoeksvaardigheden

• Ik kan een experiment uitvoeren en de waarneming formuleren

• Ik kan de waarneming verklaren

• 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.

JANOG OEFENEN

Proefversie©VANIN

Wit licht is opgebouwd uit meerdere samenstellende kleuren, dat zie je in een regenboog.

Wat is het verband tussen kleur en golflengte van licht?

Proefversie©VANIN

Beschrijf hoe voorwerpen hun kleur krijgen.

Verbind de beschermende delen van het oog met hun (functie)omschrijvingen.

Beschermend deel rond het oog

A oogkas

B vetweefsel

C wenkbrauwen

D wimpers

E talgklieren tussen de wimpers

F traanklier met traanvocht

G oogleden

Functie

1 verhinderen dat water en zweet in de ogen lopen

2 schokken opvangen

3 oogbol ontsmetten

4 talg produceren om de randen van de oogleden waterafstotend te maken

5 oogbol beschermen tegen uitdrogen

6 vormt stevig omhulsel rond het oog

7 stofdeeltjes tegenhouden

8 traanvocht verdelen en beschermen tegen stof en fel licht

Beschermend deel rond het oog

Bestudeer de afbeelding van de oogspieren.

a Vul van de genummerde delen de functie aan in de tabel.

Proefversie©VANIN

b Waarom is het onderdeel bij nummer 1 geen oogspier?

Bekijk de afbeelding van het oog en de tabel.

a Omschrijf de eigenschappen of de functie bij elk onderdeel.

b Noteer het overeenkomstige nummer op de tekening in de derde kolom.

Onderdeel Eigenschappen of functie Nummer blinde vlek

glasachtig lichaam

vaatvlies

Proefversie©VANIN

netvlies pupil

lens

harde oogvlies

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

Vervolledig de afbeeldingen.

a Teken links een pupil van een oog dat zich in een donkere omgeving bevindt.

b Teken rechts een pupil van een oog in een goed verlichte omgeving.

Voor een oogonderzoek is er een sterke belichting nodig. Om te vermijden dat de pupil sluit, druppelt de oogarts een pupilverwijdende vloeistof in het oog.

a Welke irisspieren worden daardoor verlamd?

b Welke irisspieren worden daardoor geactiveerd?

Het gebruik van bepaalde drugs, zoals ecstasy, cocaïne, amfetamine … veroorzaakt onder andere een pupilvergroting in het oog. Welke spieren zijn daarvoor verantwoordelijk? Verklaar.

Proefversie©VANIN

Markeer de juist stelling.

a Accommodatie is het groter worden van de pupil bij weinig licht.

b Accommodatie is het kleiner worden van de pupil bij veel licht.

c Accommodatie is het aanpassen van de kromming van het hoornvlies.

d Accommodatie is het aanpassen van de kromming van de ooglens.

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

Wat gebeurt er met de lichtstralen na lichtbreking door een bolle lens?

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.

Bepaal jouw leesafstand en nabijheidspunt.

a Hou je leerschrift op zo’n manier vast dat je de tekst comfortabel kunt lezen. Je klasgenoot meet de afstand tussen je ogen en je boek.

Wat is jouw leesafstand?

b Breng je leerschrift dichter bij je ogen, totdat je nog net de tekst scherp ziet.

Wat is jouw nabijheidspunt?

c Is jouw nabijheidspunt gelijk aan jouw leesafstand?

Proefversie©VANIN

d Omcirkel het juiste antwoord.

Bij het nabijheidspunt is de ooglens boller / minder bol dan bij de leesafstand.

Dat komt doordat de accommodatiespier opgespannen / ontspannen is.

De lensbandjes zijn strak gespannen / hangen slap.

Zijn de onderstaande eigenschappen van toepassing op de staafjes of op de kegeltjes?

Zet een kruisje op de juiste plaats in de tabel.

Eigenschappen

liggen in de gele vlek

zijn kleurgevoelig

zijn heel lichtgevoelig

hebben een lage prikkeldrempel

liggen in de blinde vlek

hebben een hoge prikkeldrempel

Staafjes Kegeltjes

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

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

Hoe kunnen we de nawerking van kleuren aantonen?

a Kleur de afbeelding met een roze fluostift in.

b Kijk één minuut naar de ingekleurde afbeelding.

c Kijk vervolgens naar de witte ruimte naast de afbeelding.

d Beantwoord de vragen.

• Wat zie je?

Proefversie©VANIN

• Wat gebeurt er met je kegeltjes wanneer je naar de roze like kijkt?

• Wat gebeurt er met je kegeltjes wanneer je naar het witte blad kijkt?

Een tekenfilm maken kost veel tijd. Je hebt namelijk 24 beelden per seconde nodig. Voor een film van 75 minuten is dat gauw 100 000 beelden. Hoe komt het dat we zo veel beelden nodig hebben?

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

Er zit iets in mijn oog

Tijdens de CHECK IN heb je ontdekt hoe je lichaam reageert op prikkelende stoffen. We zagen hoe je begon te wenen bij het snijden van een ui.

1 Welke prikkels kan je lichaam nog waarnemen?

Proefversie©VANIN

2 Hoe neemt je lichaam die prikkels waar?

3 Waar in je lichaam bevinden zich receptoren om de prikkels waar te nemen?

4 Hoe verwerkt je lichaam die prikkels?

Organismen hebben receptoren om op prikkels te reageren. Receptoren zijn vaak gespecialiseerde structuren die in zintuigen gelokaliseerd zijn. Soms kunnen receptoren ook zenuwuiteinden zijn zoals pijnreceptoren. Als receptoren geprikkeld worden, sturen ze een signaal of impuls naar de hersenen zodat de effectoren op een gepaste manier kunnen reageren.

De prikkelende stof van de ui is een uitwendige prikkel die een regelsysteem in gang kan zetten. De prikkel wordt opgevangen door de receptoren in het hoornvlies. Een signaal via het zenuwstelsel zorgt voor een snelle reactie door de effectoren: de traanklieren worden geactiveerd en het oog begint te tranen.