BIOLOGIE H1
Biologie is de studie van het leven
-> cellen: vermenigvuldigen, ademen, hebben een metabolisme, …
-> virus wordt niet gezien als iets levends want het heeft een gastheer nodig om te
vermenigvuldigen
Biologie als wetenschap, gebruik van wetenschappelijke methoden en theorieën
Wat is leven ?
Cellulaire Geordende Sensitiviteit Groei, ontwikkeling
organisatie complexiteit = levende en voortplanting
= Elk levend = complexe organismen kunnen = erfelijk materiaal
organisme bestaat uit moleculaire reageren op stimuli doorgeven
een (pantoffeldiertje) structuren vormen
of meerdere cellen verschillende
(roodborstje) celtypes
Energiemetabolisme Homeostase Evolutionaire
= energie opnemen = interne omgeving adaptie
en verbruiken constant houden = door interactie met
omgeving
Atomen -> Moleculen -> Organellen -> Cellen (= Cellulair niveau)
Weefsels -> Organen -> Orgaanstelsels -> Multicellulair organisme (= Organismaal niveau)
Populatie -> soort -> gemeenschap -> ecosysteel (= Populatieniveau)
De biologie start met een beschrijving (biodiversiteit, humaan genoom, …), er worden daarna
hypotheses (voorgestelde verklaring van waarneming) geformuleerd en getest (door een
experiment) met de wetenschappelijke methode
→ Deductief redeneren: pas algemene principes toe om specifieke resultaten te voorspellen
op een waarneming (premisse 1: alle zoogdieren hebben haar, premisse 2: een kat is een
zoogdier dus de conclusie zal zijn dat een kat een zoogdier is)
→ Inductief redeneren: gebruik van specifieke waarnemingen om algemene principes te
voorspellen (kat a, b, c, … hebben allemaal haar dus alle katten zullen haar hebben)
In een wetenschappelijk experiment (dat hypothesen test van waarnemingen) moet je alle factoren constant of gelijk houden
(omgeving, startfasen) en wat je juist wilt toetsen mag veranderen
Wetenschappelijke theorie: geheel van concepten, ondersteunend door
wetenschappelijke redeneringen en experimentele aanwijzingen dat de observaties verklaart
= fundamentele basis van de wetenschap
-> survival of the fittest: indiviuen die het best aangepast zijn aan hun omgeving en hun erfelijk
materiaal kunnen doorgeven, het zijn niet perse de individuen die het sterkst of het slimst zijn;
het is dus iets dynamisch want de omgeving verandert (de eigenschappen van een soort
veranderen doorheen een tijd)
Darwin verklaarde de veranderingen van soorten a.d.h.v. de natuur, door natuurlijke selectie; de
individuen die beter aangepast zijn aan de omgeving gaan beter kunnen voortplanten om de
eigenschappen dan door te geven van generatie op generatie
-> hij steunde zijn bevindingen ook op Thomas Malthus: de populatie zal nooit tot oneindig
kunnen doorgroeien (Essay on the principle of population)
,Soorten stammen af van een gemeenschappelijke voorouder. Eigenschappen die gebonden zijn
aan de individuen zodat het individu meer kans heeft om te overleven en zich voort te planten en
die meer in de samenleving voorkomen, er is dan sprake van evolutie (door natuurlijke selectie,
atificiele selectie, …)
De bewijzen van Darwin
-> artificiële selectie
-> eigenschappen van verwante soorten kunnen variëren van plaats tot plaats
De bewijzen na Darwin
-> fossielen hebben intermediaire eigenschappen; tussenvariant van eigenschappen die er
vroeger waren en die er momenteel zijn, ze lijken dus op de huidig en eerste soorten
-> mechanismen van erfelijkheid: chromosomen en zaadcellen hebben de eigenschappen die
van generatie op generatie kunnen doorgegeven worden
-> vergelijkende anatomie:
-> homologe structuren: hebben dezelfde evolutionaire oorsprong, maar kunnen
verschillen in structuur en functie (zijn aan hun omgeving aangepast)
-> analoge structuren: hebben dezelfde structuur, vorm of functie maar verschillende
evolutionaire oorsprong (hebben dezelfde omgeving en gelijkaardige structuren)
,H2
Een atoom is de kleinste bouwsteen van materie op aarde
Atomen -> Moleculen -> macromoleculen -> organellen -> cellen
1) STRUCTUUR VAN ATOMEN
Alle (levende) materie heeft een massa en neemt een plaats in, materie bestaat uit allemaal
atomen; het begrijpen van de structuur en verbinding van atomen is belangrijk voor het begrijpen
van de eigenschappen van de biologische moleculen (bv macromoleculen) en materie
(celstructuren)
Thomson (1897) kwam met het eerste model voor het bestaan van elektronen
-> Het plum pudding model: afstoting en aantrekkings krachten
Rutherford (1909) kwam met een experiment voor het bestaan van een massieve kern
-> het heeft een positieve kern met negatieve elektronen errond
→ Later :
- elektronen hebben een vast energietoestand (schillen) en beschrijven vaste banen (orbitalen)
rond de kern
- Kern bevat ook neutronen omdat de massa van de atoom niet overeenkwam met de massa van
de protonen (massa elektronen is verwaarloosbaar)
Atoomgetal = n. p+ Atomaire massa
- atomen met hetzelfde atoomgetal behoren - de som van de massa van de protonen en de
tot hetzelfde element en hebben dezelfde neutronen of gewoon de som van de
chemische eigenschappen protonen en elektronen
- n. p+ = n. e- (➔ atomen zijn elektrisch - → atomen met een andere hoeveelheid
neutraal) neutronen worden Isotopen genoemd
→ anders is het een Ion (radioactieve isotopen zijn onstabiel en
• Kationen : een tekort aan elektronen vervallen tot elementen met lagere
(+ geladen) atoomgetallen, zo kan je de leeftijd schatten
• Anion : een overschot aan elektronen van een fossiel = de halfwaardetijd)
(- geladen)
Elektronen worden aangetrokken door de positief geladen kern, er is energie nodig (Potentiële)
om ze op hun plaats te houden
-> dus er is potentiële energie gerelateerd aan zijn positie, theoretisch voorgesteld als
verschillende banen/ schillen rond de kern met elk een ander energie niveau (= Quantum)
-> hoe verder van de kern, hoe hoger de Ep
-> een orbitaal is het gebied rond de kern waar de grootste kans bestaat om een elektron te
vinden, 2 e- / orbitaal
-> Schil = energieniveau ; Orbitaal = locatie
Valentie-elektronen = atomen op de buitenste schil; ze bepalen hoe chemisch reactief een
atoom zal zijn en streven naar een volledig bezette buitenste schil (dan zijn ze niet meer reactief
en willen ze geen bindingen meer aangaan (inert) = edelgassen, voldaan aan de octetregel)
-> inerte atomen <-> reactieve atomen
, Atomen in levende organismen
-> 96.3% : C, H, O, N
-> 3.6% : P, S, Na, K, Ca, Cl, Mg, Fe
-> < 0.01% : Co, I, Zn, Cu, Mn, Ni, Mo, Se
2) CHEMISCHE BINDINGEN
Molecule = stabiele groep van atomen die verbonden zijn door chemische bindingen
-> 5 chemische bindingen (sterk -> zwak)
Covalente bindingen Ion binding
- Wanneer 2 of meer atomen valentie - Wanneer ionen van tegengestelde lading
elektronen delen. De sterkte is afhankelijk elkaar aantrekken, nadat elektronen werden
van het aantal gedeelde atomen overgedragen (vorming Kation en Anion)
- Elektronenparen - Er word dus een elektron overgedragen
- Apolaire binding: elektronen worden even zodat een atoom een volledig octet heeft en
sterk aangetrokken door beide atomen de andere ook een octet verkrijgt omdat hij
- Polaire binding: elektronen worden sterker een elektron teveel had
aangetrokken door het atoom met de grootste
elektronegativiteit Ionen in het lichaam
- Ca²+: spiercontractie, neurotrnasmissie, …
Elektronegativiteit - Na+, K+, Cl-: zenuwgeleiding, …
- Creëert een intern ladingsverschil (δ), - Fe²+/³+: zuurstofbinding
dezelfde atomen hebben geen ladingsverschil
Waterstofbruggen Van der Waals interacties
- Worden gevormd wanneer waterstofatomen - Zwakke bindingen die ontstaan door
tussen 2 moleculen worden gedeeld, het is elektromagnetische krachten tussen dipolen
een verbinding van een waterstof- en in atomen (vaak 2 zelfde atomen)
zuurstofatoom van elk een verschillende - Een toevallige ongelijke verdeling van
molecule elektronen in een atoom kan een dipool in
- Waterstofbruggen zijn sterk aan elkaar een naburig atoom induceren
getrokken dus er ontstaat een soort spanning - In grote hoeveelheden kunnen ze nog sterk
waardoor het lichtgewichten bv insecten het zijn bv de gekko aan een glazen wand
mogelijk is om op water te loepen
Hydrofobe interacties
- Ze ontstaan door het aggregeren van een
apolaire moleculen in een waterige omgeving
- Ze gaan zo dicht mogelijk bij elkaar kruipen
om het contact oppervlakte te minimaliseren
- Bv fosforlipiden met apolaire staartjes naar
het midden gericht
