Biology Campbell: ProQuest Ebook Central - Detail page
Colleges: Module-LKZ104 Mariene diversiteit - Introductiepagina (sharepoint.com)
HC1 – Vorm en functie
Lezen: H1 en H40
Hoorcollege
Biologie = leer van het leven
Overleven
Voortplanten
Zorgen dat je nakomelingen overleven
Survival of the fittest = niet overleving van de sterkste, maar van de best passende in hun omgeving.
Thema’s in de biologie:
Connecties tussen verschillende gebieden/onderdelen van de biologie: interactie
organismen & omgeving, vorm & functie, evolutie als overkoepelend thema.
Evolutie: fylogenie = indeling van soorten, natuurlijke selectie.
Onderzoek: observaties en hypothesen; deductie en inductie.
Wetenschap & diversiteit: samenwerking en verschillende standpunten: biologen,
vakgroepen, disciplines, wetenschappers en de maatschappij.
Dagelijkse uitdagingen in het dierenrijk:
Zuurstof opnemen
Voedingstoffen opnemen
Afvalstoffen uitscheiden
Voortbewegen
Natuurlijke selectie verfijnt structuren (vorm) zodat organismen de uitdagingen aan kunnen gaan
(functie). Organismen kunnen zich ook aanpassen aan de omgeving: bijv. octopussen, of dieren die
een dikkere vacht krijgen in de winter.
Homeostase en warmteregulatie zorgen ervoor dat je overleeft binnen een bepaald
tolerantiegebied. Homeostase = processen om het interne milieu zo constant mogelijk te houden:
temperatuur, pH, suikerspiegel, osmotische warde, zuurstof- en stikstofdioxide gehalte.
Waarde -> sensor (?)-> controlecentrum (hypothalamus) -> effector (spieren om bloedvaten) ->
effect = nieuwe waarde.
Regulatie vindt vaak plaats door negatieve feedback/terugkoppeling = het effect van de reactie
remt een eerdere stap af; onthouden: het tegenovergestelde vindt plaats. Positieve feedback: het
effect stimuleert; het effect blijft toenemen.
Warmteregulatie/intern milieu wordt ook beïnvloed door fysiologie en gedrag:
- Isolatie: vacht, veren, hoornlaag, vetlaag
- Integumentary system: outer covering of the body, consisting of the skin, hair, and nails
(claws or hooves in some species)
- Circulatiesysteem: vasoconstrictie en vasodilatie = samenknijpen of verwijden van
bloedvaten
- Tegenstroomprincipe: koud bloed stroomt vanaf de ‘extremiteiten’ (handen, voeten) terug
de romp in langs warm bloed, waardoor het langzaam opwarmt. Meestroomprincipe: ze
koelen allebei af.
- Warmteverlies door verdamping: zweten
- Extra warmte genereren: rillen, bruin vet
- Controle door gedrag: bewegen, “huddle”
,Hoofdstuk 1 Biology and its Themes
1.1 The study of life reveals unifying themes
5 unifying themes:
- Organization
- Information
- Energy and matter
- Interactions
- Evoloution
Organization
Levels of biological organization:
1. Biosfeer
2. Ecosysteem
3. Community = reeks soorten die een bepaald ecosysteem bewonen
4. Populatie
5. Organisme
6. Orgaan
7. Weefsel
8. Cel
9. Organel
10. Molecuul
Reductionism = reducing complex systems to simpler components that are more manageable to
study. Je kunt ook uitzoomen: van molecuul-level tot biosfeer-level. Je ontdekt dan emergent
properties = eigenschappen/gebeurtenissen die plaatsvinden op een bepaald niveau (bijv. in een
chlorophyll; molecuul), maar die alleen werken op een hoger niveau. Zo vind fotosynthese wel plaats
in een chloroplast (organel) waar miljoenen chlorophyllen in zitten, maar niet in één inviduele
chlorophyll. Daarom is systems biology belangrijk: de interacties binnen een biologisch systeem
onderzoeken.
The cell is the basic unit of structure and function, te verdelen in prokaryoten en eukaryoten:
Eukaryoot:
Prokaryoot:
Information
Chromosomen bevatten genetisch materiaal in de vorm van DNA (deoxyribonucleid acid). Elke DNA-
streng is verdeeld in secties: genen. De nucleotiden A, T, C en G komen in verschillende volgordes
voor. Elke sequence is een code voor een proteïne (eiwit) = gene expression.
Genoom = alle genetische informatie in een organisme. Genomics = het toepassen van systems
biology op genen. Niet kijken naar individuele genen, maar naar een hele set van genen.
Proteomics = studie naar een set proteïnen = proteome.
Energy and matter
Licht van de zon wordt door primaire producenten omgezet in chemische energie. De chemische
energie wordt doorgegeven aan volgende trofische niveaus en uiteindelijk door reducenten omgezet
in bruikbare chemicaliën die door primaire producenten gebruikt worden. De chemische energie
wordt dus gerecycled, het is een chemische cyclus. Zonne-energie gaat verloren door
warmteverlies; het is dus geen cyclus en moet constant aangevuld worden. (Ecologie HC1).
Interactions
Interactie binnen een organisme, bijv. tussen organen, cellen en moleculen, zijn cruciaal. Het vindt
plaats door feedback regulation. (Biologie HC1).
Negatieve feedback / terugkoppeling: het effect van de reactie zorgt voor een afname van
de stimulans. Onthouden: het tegenovergestelde vindt plaats.
Positieve feedback: het effect stimuleert de beginreactie. Onthouden: hetzelfde blijft plaats
vinden en toenemen.
,Interactie binnen een ecosysteem:
Alle organismen hebben interactie met elkaar
De omgeving heeft invloed op organismen: fysische factoren, bijv. licht
Organismen hebben invloed op de omgeving: CO2 of zuurstof maken
1.2 The core theme: evolution accounts for the unity and diversity of life
Evolution
The three domains of life:
1. Bacteria: single-celled prokaryotic organisms
2. Archaea: single-celled prokaryotic organisms
3. Eukarya: single- or multiple-celled eukaryotic organisms, met verschillende koninkrijken:
- Plantae: door fotosynthese maken ze zelf hun voedsel
- Fungi:opgeloste nutriënten van buiten hun lichaam absorberen
- Aninalia: ingest other organism
- Protists: unicellular eukaryotes
Naast diversiteit is er ook ‘unity’: DNA wordt in elk biologisch level gebruikt. Dit wordt verklaard
door de evolutie theorie.
Charles Darwins ‘On the Origin of Species by Means of Natural Selection’:
Soorten worden aangepast aan hun leefomgeving, deze aanpassingen worden doorgegeven
aan hun nakomelingen = ‘descent with modification’.
Unity = dezelfde eigenschappen van verschillende soorten die dezelfde voorouders hebben.
Diversity = aanpassingen die ervoor zorgen dat soorten van elkaar verschillen
Natural selection is de oorzaak van descent with modification. The natural environment
selects those with the best traits. De hele populatie krijgt uiteindelijk deze eigenschappen,
omdat alleen de overlevenden reproduceren = adaptation.
Eén soort voorouder kan veranderen in twee of meer verschillende soorten, doordat de eerste soort
in meerdere subpopulations verdeeld wordt. Door de verschillen in leefomgeving, ontstaan er
verschillende soorten met verschillende eigenschappen. (Vinken -> diversiteit HC1).
1.3 In studying nature, scientists form and test hypotheses
Manieren om een hypothese op te stellen:
Inductive reasoning = generalisatie gebaseerd op (een grote hoeveelheid) specifieke observaties.
Deductive reasoning = een specifieke conclusie gebaseerd op een algemene/general conclusion.
In een controlled experiment heb je verschillende variabelen:
Independant variable = de factor die gemanipuleerd wordt
Dependant variable = het effect, de factor die je meet
1.4 Science benefits from a cooperative approach and diverse viewpoints
Building on the work of others
Using a model organism (one species that does well in the lab) with multiple scientists
Approaching questions from different angles
Using technology to apply scientific knowledge for a specific purpose
Hoofdstuk 40 – The Animal Body
40.1 Animal form and function are correlated at all levels of organization
Het lichaam van een dier wordt aangepast aan de omgeving doordat er evolutie van grootte en vorm
plaats vind.
De nodige vorm en grootte is afhankelijk van de manier waarop het organisme uitwisselingen heeft
met zijn omgeving. Bijv. een amoebe is eencellig en heeft direct contact/uitwisseling met het milieu;
een dier bestaat uit meerdere cellen die onderling uitwisseling moeten ondergaan. De surface area /
volume ratio is van belang; die is kleiner bij grotere organismen. Daarom moet hun vorm efficiënt
zijn:
Buitenkant: een platte vorm vergroot het S/V ratio.
, Binnenkant: kronkels, vouwen, uitstulpingen etc. in de digestive system, respiratory system,
circulatory system en excretory system om het S/V ratio te vergroten.
Organization of Body Plans
There are four main types of animal tissues: epithelial, connective, muscle, and nervous.
Epithelial tissues cover the outside of the body and line organs and cavities within the body. They
function as a barrier against mechanical injury, pathogens, and fluid loss.
Ze hebben veel verschillende functies, afhankelijk van op welke plaats op het lichaam ze voorkomen.
Bijv. ‘simple columnar epithelium’ cellen zijn groot en brick-shaped. Ze komen voor in het digestive
system, waar secretie en absorptie plaats vindt.
Connective tissue holds many tissues and organs together and in place. Connective tissue fibers are
of three kinds: Collagenous fibers provide strength and flexibility, reticular fibers join connective
tissue to adjacent tissues, and elastic fibers make tissues elastic.
Muscle tissue cells consist of filaments containing the proteins actin and myosin, which together
enable muscles to contract. There are three types of muscle tissue in the vertebrate body: skeletal,
smooth, and cardiac.
- Skeletal muscle is responsible for voluntary movements
- Smooth muscle is found in the walls of the digestive tract, urinary bladder, arteries, and other
internal organs. The cells are responsible for involuntary body activities, such as churning of the
stomach and constriction of arteries.
- Cardiac muscle forms the contractile wall of the heart.
Nervous tissue functions in the receipt, processing, and transmission of information. Nervous tissue
contains neurons, or nerve cells, which transmit nerve impulses.
Coordination and Control
Animals have two major systems for coordinating and controlling responses to stimuli: the endocrine
and nervous systems.
Endocrine system: signalling molecules (hormones) released into the bloodstream by endocrine cells
are carried to all locations in the body. De release duurt een paar seconde, het effect blijft voor
minuten tot uren.
Nervous system: neurons transmit signals along dedicated routes connecting specific locations in the
body. De release en het effect duurt een fractie van een seconde.
40.2 Feedback control maintains the internal environment in many
animals
Regulator = animal that uses internal mechanisms to control internal change in the face of external
fluctuation.
Conformer = animal that allows its internal condition to change in accordance with external changes.
Homeostasis = maintenance of internal balance (HC1 biologie). The homeostatic control system in
animals maintains a variable, such as body temperature or solute concentration, at or near a
particular value, or set point. A fluctuation in the variable above or below the set point serves as the
stimulus detected by a sensor. The sensor signals a control centre, which triggers a response, a
physiological activity that helps return the variable to the set point.
Negative and positive feedback: (HC1 biologie).
circadian rhythm = a set of physiological changes that occur roughly every 24 hours. Biological clock
overrides variations in human activity, room temperature and light levels.
40.3 Homeostatic processes for thermoregulation involve form, function,
and behaviour
Thermoregulation = the process by which animals maintain their body temperature within a normal
range.
