BIOLOGIE
door Kim Roelants (2023-2024)
1. De basis van het leven
1.1 Universele eigenschappen van het leven op aarde
1) A ankelijk van water (H2O) 6) Gebruik van energie
2) Koolstof (C) als centraal element in de 7) In stand houden van stabiele interne fysische
opbouw van macromoleculen en levende en chemische condi es (= homeostase)
materie
8) Reac e op s muli
3) Macromoleculen (DNA, RNA en proteïnen) en
lipiden zijn universele componenten 9) Zelfstandige reproduc e (aseksueel of
seksueel) met DNA als erfelijk materiaal
4) De cel als basiseenheid
(leven = één- of meercellig) 10) Groei en ontwikkeling (vnl. bij meercellige
organismen)
5) DNA als blauwdruk voor eiwitsynthese
(DNA → RNA → proteïne) 11) Evolu e en adapta e
1.2 Universele thema’s van het leven op aarde
Organisa e
Het leven bestrijkt verschillende niveaus van organisa e van de moleculen en cellen waaruit organismen
bestaan tot de volledige biosfeer. Deze niveaus vormen een hiërarchie van toenemende complexiteit.
o Biosfeer: alle delen van de Aarde waar leven bestaat.
o Ecosysteem: omvat de levende en niet-levende componenten van een gebied.
o Gemeenschap: alle levende wezens in een ecosysteem.
o Soorten: groepen individuen die zich met elkaar kunnen voortplanten.
o Popula e: alle individuen van een soort in een gebied.
o Organisme: levend wezen bestaande uit één of meerdere cellen.
o Orgaan: lichaamsdeel van een meercellig organisme dat een levensfunc e in stand houdt.
o Weefsel: groep cellen dat een homogeen geheel vormen en bijdragen tot een levensfunc e.
o Cel: universele basiseenheid.
o Organel: func oneel compar ment in eukaryote cellen.
o Molecule: kleinste deel van een stof dat nog alle chemische eigenschappen ervan bevat.
Elk niveau wordt gekenmerkt door emergente eigenschappen (= eigenschappen die ontbreken bij lagere
niveaus en ontstaan door interac es tussen componenten van een lager niveau)
Elk niveau wordt gekenmerkt door correla e tussen structuur en func e → natuurlijke selec e
Er bestaan 2 celtypes die organismen kenmerken:
1. Prokaryote cellen: Archaea en Bacteria
2. Eukaryote cellen: Eukarya
Informa e
Alle leven op aarde wordt gekenmerkt door het uitdrukken (expressie) en het doorgeven (transmissie) van
gene sch (= erfelijk) materiaal.
Elena Crommen (1)
,Gene sch materiaal → één of meerdere chromosomen met elk een lange DNA molecule
(= desoxyribonucleïnezuur)
Elk chromosoom → 100den tot 1000den genen (= func onele DNA segmenten)
Genen = basiseenheid van erfelijk materiaal → worden gekopieerd bij celdeling en doorgegeven naar
volgende genera es (kan ‘gelezen’ worden om func onele moleculen (= eiwi en) aan te maken)
Structuur van DNA → specifieke sequen e van 4 chemische bouwstenen (nucleo den: adenine, thymine,
cytosine en guanine)
Sequen e van genen = ‘blauwdruk’ voor aanmaak van bepaald
proteïne/eiwit
1. Transcrip e: DNA → RNA
2. Transla e: RNA → proteïnen
= genexpressie
Energie en materie
Het leven wordt gekenmerkt door de overdracht en transforma e van energie en materie.
Alle levensfunc es → energie nodig! → meeste ecosystemen → energie via fotosynthese
(= zonne-energie wordt omgezet in chemische energie) → gebeurt door autotrofen of producenten
Energie doorgegeven via voedselketens → heterotrofen of consumenten
Energie verloren → warmte
Energie → lineaire stroom → binnen via zonlicht en buiten via warmte
Elena Crommen (2)
,Interac e
Op alle niveaus van biologische organisa es spelen interac es een belangrijke rol.
Interac es zowel op moleculair niveau als op het niveau van popula es/gemeenschappen/ ecosystemen →
cruciaal voor func oneren van een systeem
Moleculaire processen → zelfregulerend feedback-mechanisme
1. Posi ef: de respons versterkt s mulus en indirect zichzelf
Bloedstolling: wonde → bloedplaatjes ter plaatse ↑ → chemotac sche stoffen ↑ → bloedplaatjes
ter plaatse ↑
2. Nega ef: de respons vermindert s mulus en indirect zichzelf
Bloedstroom: suiker ↑ → insuline ↑ → suiker ↓ → insuline ↓
Ecosystemen: organismen interageren met andere organismen en met fysische omgeving
Voorbeelden: planten en herbivoren, prooi- en roofdieren, parasieten en gasten, etc.
Evolu e
Evolu e verklaart zowel eenheid als diversiteit in het leven.
Evolu e = proces van verandering → soorten verkrijgen nieuwe kenmerken t.o.v. hun voorouders →
aanpassing (adapta e) aan omstandigheden
Verschillen tussen soorten (diversiteit) → evolu eve veranderingen nadat soort divergeerden (van elkaar
afsplitsen) sinds gemeenschappelijke voorouder (= descent with modifica on)
Delen van bepaalde kenmerken (eenheid) → homologe eigenschappen = gemeenschappelijke kenmerken
met eenzelfde evolu onaire oorsprong
Voorbeelden: vleugels van vogels, vinnen en armen/voorpoten (homoloog), vleugels van insecten en vogels
(niet-homoloog)
Diversiteit in soorten → natuurlijke selec e (Darwin en Wallace)
Darwin hee evolu etheorie niet bedacht, maar verklaring gezocht!
± 1,8 miljoen gekende soorten → scha ng werkelijk aantal: <10 miljoen!
1,32 miljoen diersoorten en >1 miljoen insectsoorten (>50% van alle gekende soorten)
→ hangt af van interesse
Hiërarchie van taxa:
Domein (Eukarya, Archaea of Bacteria) – Rijkdom – Fylum – Klasse – Orde – Familie – Genus – Soort
Elena Crommen (3)
, Taxonomie = benoemen, beschrijven en klasseren van groepen levende organismen
Tweedelige naam → genus- en soortnaam
Fylogenie = gekende evolu eve verwantschappen → gestreefd naar monofyle sche taxa
Monofyle sche groep: deze groep omvat een gemeenschappelijke voorouder en al zijn nakomelingen,
waardoor het een natuurlijke en samenhangende groep is.
Parafyle sche groep: groep organismen die een gemeenschappelijke voorouder omvat, maar niet alle
afstammelingen van die voorouder. Dit resulteert in een groep waarin enkele afstammelingen zijn
uitgesloten.
Polyfyle sche groep: het is een kunstma ge groepering die verschillende soorten samenbrengt, maar die
geen gemeenschappelijke voorouder deelt.
Drie-domeinen hypothese vs. ‘Eocyte’ hypothese
3-domeinen hypothese = elk domein → aparte monofyle sche groep
Eocyte hypothese = sommige Archaea nauwer verwant aan Eukarya dan aan andere Archaea
→ De Asgaard: nieuwe groep Archaea werd ontdekt bij Kasteel van Loki en deze zijn nauwer verwant aan
Eukarya dan aan Archaea
1.3 Mijlpalen in de geschiedenis van het leven
o Ontstaan Heelal: 13,8 miljard jaar geleden (o.b.v. snelheid waarmee heelal aan het uitdijen is)
o Ontstaan Aarde: 4,54 miljard jaar geleden
o Oorsprong cellulair leven: >3,5 miljard jaar geleden (a.d.h.v. stromatolieten = opeenhoping van
micro-organismen vnl. cyanobacteriën)
o Oorsprong oxygenische fotosynthese: >2,7 miljard jaar geleden (a.d.h.v. ijzeroxide in gesteenten)
o Great Oxida on event: 2,4 – 2,0 miljard jaar geleden (1e massa-ex nc e? → organismen die niet
gewoon waren aan zuurstof → waarschijnlijk gestorven)
o Oorsprong eukaryo sche cel: ±2,0 miljard jaar geleden
o Oorsprong seksuele reproduc e: ±2,0 miljard jaar geleden
o Oorsprong meercellige organismen: 1,3 - 0,7 miljard jaar geleden
o Cambriaanse explosie: 540 - 520 miljoen jaar geleden
o Kolonisa e van het land: vanaf 500 miljoen jaar geleden
Elena Crommen (4)
