BIOLOGIE interactief. DOCENTENHANDLEIDING havo 1 tweede fase. drs. B.K. Dertien drs. W.G. Kuijer-Feitsma drs. N.M. Walsarie Wolff-Cox

BIOLOGIE interactief

DOCENTENHANDLEIDING havo 1 tweede fase

drs. B.K. Dertien drs. W.G. Kuijer-Feitsma drs. N.M. Walsarie Wolff-Cox

Inhoud Biologie interactief in de vernieuwde tweede fase Doelen, examenprogramma, organisatie en planning, didactische tips per hoofdstuk 1 Biologie, een levende wetenschap 2 Seksualiteit en voortplanting 3 Bouw en functie van cellen 4 De levenscyclus van cellen 5 Invloed van DNA 6 Erfelijkheid 7 Alles verandert 8 Leven van de zon 9 Structuur in de natuur

Voorbereidingen bij de practica Opdracht 1.4 Tuinkers Opdracht 1.5 Het krentenexperiment Opdracht 3.4 Beeldvorming Opdracht 3.5 Gezichtsveld Opdracht 3.6 Diepte Opdracht 3.7 Het kleuren van een preparaat Opdracht 3.8 Waterpest Opdracht 3.9 Je eigen cellen Opdracht 3.12 De rode kleur van vruchten Opdracht 3.13 Bacon of rauwe ham Opdracht 8.1 Koolstofkringloop 1: Vastleggen van koolstof Opdracht 8.2 Koolstofkringloop 2: Vrijmaken van koolstof Opdracht 8.9 Hoeveel energie bevat een pinda? Opdracht 8.11 Welke stoffen ontstaan er door verbranding van suiker? Opdracht 8.11a Is voor de verbranding van suiker zuurstof nodig? (Extra proef) Opdracht 8.12 Enzymen, scheikunde in organismen Opdracht 8.14 Proefjes met enzymen Opdracht 8.15 Opbouw en afbraak Opdracht 8.20 Fotosynthese 1 Opdracht 8.21 Fotosynthese 2 Opdracht 8.22 Bladeren Opdracht 8.31 Afbraak van cellulose en ureum Extra practicum Vijveronderzoek Opdracht 9.14 Korstmossen

Extra opdrachten Antwoorden Extra opdrachten

Biologie interactief in de vernieuwde tweede fase Toen wij als auteurs zo’n jaar of tien geleden de opdracht kregen onze biologiemethode geschikt te maken voor de tweede fase, vonden we dat een uitdaging. We probeerden zo goed mogelijk onze ideeën over modern biologie- onderwijs in de bovenbouw in een leermethode te verwerken. Maar de tweede fase bestond toen alleen nog maar achter bureaus! Inmiddels hebben we veel ervaring opgedaan met de tweede fase en ook met onze boeken voor die tweede fase. We merken dat een aantal elementen goed werkt (leesbaarheid, heldere illustraties, concrete leerdoelen, duidelijke practica), maar dat er ook onderdelen zijn waar we verbeteringen in willen aanbrengen. Dat heeft vooral te maken met de studeerbaarheid in de tweede fase. Van de leerlingen wordt verwacht dat ze zelfstandig het leerproces doorlopen, van de docent wordt verwacht dat hij of zij dat leerproces begeleidt. Maar noch de leerling noch de docent was goed voorbereid op deze rol. Inmiddels ligt dat gelukkig voor de meeste docenten anders. Maar de leerling, net in de tweede fase, moet nog steeds gecoacht worden in het zelfstandig verwerken van de leerstof voor zijn eindexamen. Als docent zijn wij voorstanders van deze nieuwe manier van onderwijs geven. Dat wil echter niet zeggen dat we de klassikale kennisoverdracht helemaal afwijzen. Zo nu en dan is die methode veel effectiever en ze moet op die momenten dan ook zeker worden toegepast! We merken ook dat de rol van procesbegeleider een lastige is: minder contacttijd en grote klassen zijn elementen die strijdig zijn met het coachen van individuele leerprocessen bij leerlingen. Vandaar dat wij gezocht hebben naar een manier waarop biologiedocenten deze taak gemakkelijker kunnen uitvoeren. Om de verschillende facetten van het onderwijsleerproces zo goed mogelijk tot zijn recht te laten komen, hebben we gekozen voor een uitgebreid pakket leermiddelen: • een informatieboek, met alle theorie voor het eindexamen; • een werkboek, waarin de leerling de theorie op verschillende manieren verwerkt en dus echt aan het werk is. Om alles wat de leerling doet goed te kunnen volgen, is gekozen voor verwerkingsboeken, waarin de leerling dus invult, onderstreept, samenvat, begrippenlijsten maakt enzovoort. Kennis- en vaardigheidsdoelen zijn duidelijk aangegeven. • een ICT-component, waar het onderwijsleerproces ondersteund wordt. Daarin onderscheiden we drie belangrijke stappen: voorkennis activeren, begrippen of vaardigheden verduidelijken (b.v. aan de hand van beeldmateriaal of animaties) en het eindniveau toetsen. Werken met de methode De methode is gemaakt om het de docent mogelijk te maken de leerling vooral zelf aan het werk te zetten. In de meeste lessen zal het accent dan ook liggen op het werkboek. Dat is de centrale component binnen de methode. Maar het is zeker niet zo dat klassikale werkvormen hierdoor onmogelijk zijn. Het is immers altijd mogelijk het eens anders te doen en bijvoorbeeld het informatieboek als achtergrondmateriaal te gebruiken bij een collegevorm of bijvoorbeeld een video. De tekst en de illustraties in het informatieboek geven dan een prima houvast om de leerdoelen op een andere manier aan de orde te stellen. Het ICT-materiaal kan de leerling thuis raadplegen, via de website van NijghVersluys. Dat kan natuurlijk ook op school, maar wanneer het vanwege het ontbreken van voldoende ICT-faciliteiten onmogelijk is, is dat geen enkel probleem. Het leerproces Leerlingen zijn het zich meestal niet bewust, maar leren gaat in stappen en gebeurt alleen onder bepaalde voorwaarden. Leren is eigenlijk niets anders dan het op een gestructureerde manier verwerken van de informatie die je waarneemt. Daarin zijn een aantal fasen te onderscheiden: - aandacht richten; - informatie filteren en selecteren; - opnemen in het kortetermijngeheugen; - bewerken, betekenis geven, aanhaken aan al aanwezige informatie; - opslaan in het langetermijngeheugen.

Vooral met schoolse zaken gaat die overdracht niet vanzelf. Onze geest is niet gemaakt om woordjes te leren of ingewikkelde geneticavraagstukken op te lossen. We moeten actief bezig zijn met de stof die we willen opnemen. Het gewoon doorlezen van een tekst is dan niet genoeg. Die constatering is lastig. Deze leerstrategie voldeed, zeker voor de wat slimmere leerling, in de onderbouw immers wel! Maar vaak blijven leerlingen daardoor in de bovenbouw steken op het niveau van reproduceren. Ze kunnen niet met de nieuwe gegevens werken en er ontstaat onvoldoende inzicht om het geleerde in een nieuwe situatie te kunnen toepassen, iets wat op het examen wel gevraagd wordt. Wat iemand precies moet doen om iets te leren, het te doorzien en het te onthouden, is niet voor iedereen hetzelfde. Sommige mensen leren vooral door eerst te doen, anderen door eerst te denken. Sommigen willen eerst de theorie begrijpen en dan toepassen wat ze geleerd hebben. Er zijn ook mensen die het meest leren als ze anderen bezig zien. We hebben geprobeerd aan deze verschillen tegemoet te komen, ook door het aanbieden van het ICT-materiaal. Belangrijk is in ieder geval dat leerlingen bezig zijn met de stof, op een manier die verder gaat dan alleen lezen. Van zelfstandig werken naar zelfstandig leren Een belangrijk doel van de tweede fase is de leerling voor te bereiden op het veel zelfstandiger leren in het hbo. Daarin zijn volgens Simons en Zuylen de volgende fasen te onderscheiden: Zelfwerkzaamheid Zelfstandig werken

Leervaardigheden • opdrachten goed lezen • luisteren • plannen

Zelfstandig samenwerken

Zelfstandig leren

• • • • • • •

Zelfverantwoordelijk leren

• • • •

taakverdeling maken groepsplanning maken leiding geven geleid worden geconcentreerd blijven werken kennis-, integratie- en toepassingsopdrachten uitvoeren leerdoelen en taakdoelen uit elkaar houden doelen kiezen overzicht over het vakgebied manieren van denken dwarsverbindingen leggen

Leerhoudingen • geconcentreerd achter elkaar doorwerken • op tijd hulp vragen • hulpvraag uitstellen • •

• • • • •

bereidheid tot samenwerken bereidheid samenwerken te leren

langer termijnperspectief op leren strategisch willen leren interesse voor het vak diepgaand willen leren uitstelgedrag voorkomen

(Bron: Simons en Zuylen, studiehuisreeks) In dit deel 1 ligt het accent op zelfstandig werken en zelfstandig samenwerken. De leervaardigheden om zelfstandig te kunnen leren, zijn impliciet verwerkt in de opzet van de methode. Het is goed om daar als docent zo nu en dan bij stil te staan en de fasen van het leerproces aan de orde te stellen.

Uitwerking in de methode Wat weet je al? Elk hoofdstuk begint met het activeren van voorkennis, m.b.v. ICT, onder de titel: Wat weet je al? Daarbij is gekozen voor het werken met de website van NijghVersluys, omdat het werken met losse cd-roms toch een aantal praktische nadelen heeft. Vooral in de vierde klas is het activeren van dit stukje voorkennis belangrijk. Veel leerlingen hebben in de derde klas geen biologie gehad en de leerstof lijkt ver weggezakt. Toch blijkt er latent wel degelijk kennis aanwezig te zijn en het doet de leerlingen goed dat te merken.

Aan het werk Met de benodigde voorkennis gaat de leerling vervolgens aan het werk. Daarbij hebben we voor een ‘drieslag’ gekozen: kennismaken - benoemen - verwerken.

Kennismaken De eerste opdrachten van elke paragraaf zijn zonder verdere toegevoegde kennis uit te voeren. Ook practica waarin het ervaren centraal staat, kunnen zonder extra voorkennis worden uitgevoerd. Ze motiveren, richten de aandacht en brengen een raamwerk aan waarbinnen de nieuwe leerstof past. Ook de kadertekst in het informatieboek aan het begin van elk hoofdstuk is bedoeld om de aandacht te richten. In de kadertekst gaat het over recent wetenschappelijk onderzoek en de toepassing ervan in het dagelijks leven van de leerling.

Benoemen Als de leerling voldoende met het onderwerp heeft kennisgemaakt, volgt in het werkboek een kader met een verwijzing naar de theorie uit het informatieboek. Nieuwe begrippen worden geïntroduceerd, toegelicht en met illustraties, en zo nodig ook via het beeldscherm, verduidelijkt. In sommige gevallen wordt de leerling doorgelinkt naar geschikte informatie op het internet. Tekstvragen in het werkboek zorgen ervoor dat de leerling zich richt op de belangrijke elementen uit de leerstof. Bovendien maakt de leerling van elke paragraaf een begrippenlijst. Daarvoor kan hij zo nodig de website raadplegen.

Verwerken Nadat de theorie is aangeboden, volgen opdrachten waarin de nieuwe kennis wordt toegepast en ook in practica wordt geïllustreerd. Vaak kan de leerling kiezen uit verschillende opdrachten, al naar gelang zijn of haar eigen interesse en leerstijl. De opdrachten passen wel allemaal bij dezelfde fase van het leerproces (kennismaken - benoemen - verwerken). Via de website vindt de leerling ook een aantal links met relevante informatie, zoals geschikte artikelen en bronnen.

De lift Biologie in de bovenbouw is complex. Leerlingen zijn er al wel aan gewend dat bij veel biologische verschijnselen de factor tijd een rol speelt. In de onderbouw zijn namelijk voldoende thema’s aan de orde geweest waarin ook naar het verloop van een proces in de tijd werd gekeken.

verleden

heden

toekomst

Ongemerkt zijn die thema’s ook op verschillende organisatieniveaus bestudeerd: ecosysteem populatie

individu

orgaan weefsel cel organellen moleculen

In de bovenbouw moeten de leerlingen deze verschillende niveaus zelf kunnen onderscheiden, en bijvoorbeeld een thema als voortplanting op organismeniveau kunnen uitwerken, maar ook op populatieniveau. Het is de vraag of de leerlingen deze stappen steeds zelf kunnen zetten. Wij denken dat het leerlingen helpt om aan het eind van een onderwerp aan te geven ‘waar we zijn’ in het geheel van de biologie. Vandaar dat we het hulpmiddeltje ‘de lift’ hebben geïntroduceerd. In een afsluitende opdracht komen alle voor dit onderwerp relevante organisatieniveaus heel kort nog even aan de orde.

Leerdoelen en vaardigheidsdoelen Wanneer alle paragrafen op deze manier zijn doorgewerkt, krijgt de leerling een overzicht van de leerdoelen. De leerling kan natuurlijk ook steeds een leerdoel afvinken in de lijst zodra dat doel is behaald.

Hoe haal je het in je hoofd? Nu is de leerling toe aan de laatste fase: kijken of hij het geleerde beheerst. Hij krijgt daartoe eerst een strategie aangeboden om de totale leerstof van dit hoofdstuk te verwerken. Die strategie kan per hoofdstuk verschillen: het maken van een begrippennetwerk, een dominospel, memoriekaartjes, toetsvragen enz.

Zelftoets Tot slot volgt een zelftoets, ook weer via de computer, zodat de leerling (en de docent!) gemakkelijk een analyse kan maken van de behaalde resultaten. Bij de toetsen moet de leerling steeds aangeven hoe zeker hij van het antwoord is. In de eindanalyse van het resultaat kunnen leerling en docent van deze gegevens gebruik maken.

De methodesite: www.biologieinteractief.nl We hebben bij deze methode gekozen voor een website waar de leerlingen steeds het meest recente materiaal kunnen bekijken. Op www.biologieinteractief.nl is per hoofdstuk het volgende te vinden: - een instaptoets, met correctie; - ondersteunend materiaal bij Aan het werk. Dit kan bestaan uit verwijzingen naar bestaande sites of eigen materiaal, bijvoorbeeld foto’s van practica, uitvoeringen van practica, onderzoekstechnieken etc; - een zelftoets, met feedback voor leerling en docent; - een begrippenlijst; bevat alle genoemde begrippen uit werkboek - Hoe haal je het in je hoofd?; tips/hulp bij het studeren, leren - Hoofdstuk 10 Vaardigheden - Verwijzingen naar Kennislink Wil de leerling misschien... - op zoek naar een geschikt onderwerp voor een presentatie of een (profiel)werkstuk? - meer weten van een onderwerp dat in het boek aan de orde komt? - zich eens verdiepen in wat (biologische) onderzoekers bezighoudt? - op een andere manier oefenen met de begrippen die in het informatieboek aan de orde komen? - op zoek naar achtergronden bij een bepaald onderwerp? Daarom - en vooral om hem/haar nieuwsgierig te maken en interesse te prikkelen - zijn er bij elk hoofdstuk links beschikbaar naar Kennislink. Bij elke link staat een korte omschrijving of opdracht die aangeeft hoe het artikel waarnaar verwezen wordt, gebruikt zou kunnen worden. Kennislink is een project in opdracht van het Ministerie van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap (OCW) om wetenschappelijke informatie toegankelijk te maken voor een breed publiek. Kennislink heeft een eigen inhoud, zoals artikelen die zijn geschreven door correspondenten uit de wetenschap zelf. Een deskundige redactie rapporteert over het laatste nieuws uit de wetenschap en illustreert dat ook aan de hand van beeld- en multimediafragmenten. Bovendien bevat Kennislink een grote hoeveelheid artikelen uit populair wetenschappelijke bladen, tijdschriften en webpublicaties. Op Kennislink is uitsluitend betrouwbare informatie te vinden. Alle informatie is inhoudelijk gecontroleerd. Kennislink geeft niet alleen informatie die de gebruiker op dat moment wil weten, maar nodigt de gebruiker ook uit tot verder zoeken. Vandaar het motto: ‘Kennislink maakt nieuwsgierig!’

Doelen, examenprogramma, organisatie en planning, didactische tips per hoofdstuk 1 Biologie, een levende wetenschap Doelen van dit hoofdstuk In het eerste hoofdstuk introduceren we biologie binnen de contexten gezondheid, natuur en milieu, voedsel en voedselproductie, biotechnologie en techniek. Bovendien herhalen we de natuurwetenschappelijke methode, inclusief de manieren om gegevens te presenteren. We introduceren de organisatieniveaus binnen de biologie aan de hand van ‘de lift’ en laten de leerling wennen aan een manier van werken waarbij hij zelf zijn doelen stelt, zijn leerproces volgt en zo nodig zijn plan van aanpak verbetert. Examenprogramma De leerdoelen sluiten aan bij de eindtermen: A3 Informatievaardigheden, vooral 3.3 en 3.4 A6 Onderzoeksvaardigheden A7 Maatschappij, studie en beroep A8 Vaardigheden specifiek voor de biologie, vooral 8.2 Organisatie en planning Maak met de leerlingen een afspraak over wat thuis van hen verwacht wordt. De onderdelen Wat weet je al? en Hoe haal je het in je hoofd? zijn vooral geschikt om thuis te doen, evenals het lezen van het informatieboek en het maken van de tekstvragen en begrippenlijsten. Op school is snel te zien of de leerlingen dat ook inderdaad hebben gedaan. De opdrachten en ook Hoe haal je het in je hoofd? zijn vooral geschikt voor in de klas. Opdracht 1.4 moet thuis worden uitgevoerd. Er is in dit hoofdstuk geen speciale organisatie nodig. Het hoofdstuk kost vier tot zes lessen. Didactische tips Veel leerlingen hebben moeite met het begin van de tweede fase. Vooral het grote aantal vakken en het veel hogere tempo zorgen voor problemen. Daarnaast hebben veel leerlingen het gevoel dat het allemaal wel zal loslopen. Het is daarom verstandig leerlingen veel feedback te geven op hun prestaties en hun manier van leren. Onze methode biedt daarvoor veel handreikingen. Desondanks kan het nuttig zijn heel regelmatig korte toetsen in te lassen. Als extra motivatie kunnen deze toetsen beloond worden met cijfers of eventueel met bonuspunten. Een paar tips bij het maken van deze toetsen: - een invulformulier kijkt veel sneller na; - een vraag waarin een leerling een figuur moet maken, kijkt sneller na dan een tekst; - stel een ‘alles of niets’ regel in. Een toets levert alleen een bonus op als bijvoorbeeld vier van de vijf vragen goed beantwoord zijn. Minder goed? Dan geen verdere correctie, geen bonus (en geen discussie!).

2 Seksualiteit en voortplanting Doelen van dit hoofdstuk Dat we het onderwerp seksualiteit al vroeg in het jaar aan de orde willen stellen, heeft verschillende redenen. Seksualiteit is voor leerlingen een belangrijk onderwerp. Ze zijn druk aan het experimenteren en vinden het belangrijk het daar ook op school over te hebben. De biologieles is een prima plaats waar leerlingen hun vragen kunnen stellen en hun eigen ideeën en opvattingen kunnen toetsen aan die van anderen. Bovendien neemt onveilig seksueel gedrag toe, deels door het ontbreken van kennis, deels door het onderschatten van de risico’s. Tenslotte is voortplanting een belangrijk biologisch concept, waarmee interesse gewekt kan worden voor andere concepten, zoals cel en celdeling, onderwerpen die in de volgende hoofdstukken aan de orde komen. Het spreekt vanzelf dat de docent juist bij een onderwerp als seksualiteit een belangrijke rol speelt. Allereerst door het creëren van een veilige omgeving. Maar ook door leerlingen met elkaar in gesprek te brengen en hen te helpen hun eigen identiteit ook in dit opzicht te ontwikkelen. In het begin van het schooljaar kennen de leerlingen elkaar misschien nog niet zo goed. Ook kan het zijn dat de docent de leerlingen nog niet kent. De eerste opdrachten zijn dan ook vooral oriënterend. Werk met wisselende groepjes en benadruk vooral de uitwisseling. Leer leerlingen na elkaar te luisteren (zie didactische tip). Na de oriënterende opdrachten komen onderwerpen als het eigen lichaam, seksualiteit, soa’s en voorbehoedmiddelen aan bod. Vervolgens gaan we in op de regeling van al deze processen, met name in de menstruatiecyclus. Het hoofdstuk eindigt met een gedeelte over (on)vruchtbaarheid, zwangerschap en geboorte. Examenprogramma Subdomein C2: Voortplanting en ontwikkeling van de mens, getoetst in SE. De kandidaat kent de feiten van de menselijke voortplanting en ontwikkeling, de anticonceptiemethoden en kan een beargumenteeerde mening geven over de betekenis van seksualiteit op biologisch, medisch, maatschappelijk en persoonlijk vlak. Organisatie en planning Dit hoofdstuk kost tien tot twaalf lessen (uitgaande van lessen van 45 minuten). In het begin van het jaar zijn er nog veel vaardigheden die aangeleerd moeten worden en ook de planning en organisatie van het werk zal de nodige aandacht vragen. Neem deze tijd en gebruik dit hoofdstuk om de leerling een stukje zelfstandiger te maken. Verwijs zo nodig naar de lijst van vaardigheden, bijvoorbeeld voor het weergeven van bronnen bij gezochte informatie. Aanwijzingen bij de practica In dit hoofdstuk zijn enkele eenvoudige practica opgenomen. Een mooie gelegenheid om organisatievaardigheden van leerlingen bij te schaven en afspraken bij practica te herhalen! Ook het vastleggen van informatie uit hoofdstuk 1 kan nog eens worden herhaald. Bespreek de practica na afloop en complimenteer de leerlingen met die dingen die ze als vanzelf goed deden! Onze ervaring is dat met name havo-leerlingen goed zijn in het organiseren van practica. Buit deze vaardigheid uit en help ze met de stap naar de betekenis van de opgedane ervaring. Wat hebben ze van het practicum geleerd? Didactische tips Luistertips Een klassengesprek is niet eenvoudig, zeker als seksualiteit het onderwerp is. Vaak voeren sommige leerlingen de boventoon. Ze roepen wel veel, maar zeggen weinig en luisteren nog minder. Toch is het jammer om vanwege die problemen een klassengesprek uit de weg te gaan. Enkele trucs kunnen helpen: - Laat een leerling die iets wil zeggen, eerst samenvatten wat de vorige leerling gezegd heeft. - Laat leerlingen eerst de naam noemen van degene tegen wie ze iets willen zeggen. - Geef elke leerling twee fiches (lucifers, papiertjes o.i.d.). Wanneer hij/zij iets zegt, moet hij een fiche wegleggen. Als de fiches op zijn, kan hij alleen nog luisteren. - Laat degene die iets wil zeggen, gaan staan. Eén leerling krijgt het woord. Ieder die iets wilde zeggen wat daar op lijkt, gaat weer zitten.

- Zoek werkvormen waarbij ook ruimtelijk gekozen wordt (eventueel zwijgend). Bijvoorbeeld een hoekdiscussie (elke hoek staat voor één mening: voor, tegen, ik weet het nog niet, ik wil hier niets over zeggen) of de levende grafiek (leerlingen kiezen positie op een lange lijn. Het ene uiteinde betekent 100% voor, het andere 100% tegen). Pas als alle leerlingen gekozen hebben, krijgen enkele de beurt om iets over hun positie te zeggen. Als niets helpt, ga dan over tot een stille wand-discussie. Leerlingen discussiëren met elkaar (in een groepje van ca. vier leerlingen) via een grote flap en een pen. Ze mogen niets zeggen! Anonieme box Alle leerlingen formuleren een vraag waarop ze het antwoord willen weten. Ze schrijven die op een stukje papier en doen de papiertjes in een doos. De inhoud wordt geschud, de doos wordt doorgegeven en de leerlingen nemen er om de beurt een vraag uit. Ze proberen de vraag te beantwoorden. Vragen die ze niet kunnen beantwoorden, worden even apart gelegd. Aan het eind van de les kun je die bijvoorbeeld als huiswerk meegeven.

3 Bouw en functie van cellen Doelen van dit hoofdstuk In dit hoofdstuk gaan we vanuit het thema voortplanting naar de eenheid van ieder leven: de cel. Zonodig betrekken we daarbij enkele begrippen uit de scheikunde. Bij het onderwerp cel onderkennen we twee problemen: - Leerlingen hebben (heel begrijpelijk) moeite met de dimensie van een cel. Het is voor ons ook bijna ondoenlijk om zowel de complexiteit van een cel voor te stellen, als de geringe afmetingen waarbinnen zich alle processen afspelen. En dan nog het onvoorstelbaar grote aantal cellen in één organisme. We hebben geprobeerd in de opdrachten aan deze aspecten aandacht te besteden. Ook de liftopdracht kan hierbij helpen. - Er komen in dit hoofdstuk erg veel lastige woorden voor. Hoewel leerlingen tijdens toetsen en examens naslagwerken kunnen gebruiken, kunnen we er toch niet omheen dat ze bijvoorbeeld de namen van de celorganellen moeten kennen. Benoem daarom in de les steeds de organellen, zodat de termen langzamerhand vertrouwd klinken. Zie eventueel ook de didactische tips. Examenprogramma Subdomein B2: Cellen van planten en dieren. Getoetst in SE. Organisatie en planning De paragrafen 3.1 t/m 3.4 bevatten kennis over de bouw van de cel. De leerlingen hebben hierover al enige kennis, maar niet op het niveau wat nu gevraagd wordt. Ook microscopie en tekenvaardigheden zijn hoogstwaarschijnlijk in de onderbouw aangeleerd, maar moeten nu herhaald en verdiept worden. Iedere docent stelt andere eisen aan microscopische tekeningen. Naar onze mening is het noodzakelijk leerlingen te leren hun waarnemingen vast te leggen in overzichtelijke tekeningen. Aandachtspunten daarbij zijn in ieder geval: - de grootte van de tekening; - weergeven wat je ziet (en dus tijdens het tekenen het object voortdurend bekijken!); - verband van een cel in een weefsel aangeven. In veel 4 havo-klassen is er instroom uit allerlei klassen en het niveau van de leerlingen in dit opzicht kan nogal variëren. Probeer dit zo snel mogelijk vast te stellen en maak verschillende groepen. De opdrachten 3.5 t/m 3.7 zijn bijvoorbeeld vooral voor leerlingen die nog weinig of geen ervaring hebben met microscopie, opdrachten 3.15 t/m 3.16 vooral voor meer ervaren leerlingen. Paragraaf 3.5 bevat enige basiskennis scheikunde. Die kennis is mogelijk niet voor elke leerling nodig. Dan is er misschien tijd om een wat complexere opdracht uit te voeren, zoals het isoleren van DNA. Ook het aantonen van enkele organische stoffen (opdracht 3.31) is misschien in de onderbouw al voldoende aan de orde geweest. Didactische tips Nog wat extra oefenmateriaal bij al die vreemde termen. Woordtennis celorganellen Nadat de leerlingen de celorganellen en hun functies hebben geleerd, kunnen ze een partijtje woordtennis spelen. Dit gebeurt in viertallen, twee tegen twee, hier speler A en B tegen speler C en D genoemd. A noemt een organel en C moet ‘terugslaan’ met de bijbehorende functie. Kan hij dat niet dan heeft A een punt en B mag ‘opslaan’. Als C wel de juiste functie noemt, gaat de opslag naar de partij van C en D. Zij kunnen nu scoren. Elk organel mag maar twee keer worden genoemd. Misschien is het nodig een umpire aan te stellen! Kleurplaat Sommige leerlingen vinden het prettig nog een extra tekening te hebben waarin ze het geleerde kunnen samenvatten. Domino Maak met behulp van onderstaande matrix kaartjes als dominostenen. Aan elk kaartje past een volgend kaartje met de juiste omschrijving of afbeelding.

glucose

polysacharide bij planten

zetmeel

reservekoolhydraat bij dieren hormoon

belangrijk eiwit in rode bloedcel

enzym

eiwit dat puberteit regelt glycogeen

glycerol met drie vetzuren

hemoglobine

bekendste nucleïnezuur

CHOverbinding

belangrijkste brandstof in een cel

onverzadigd vetzuur

DNA

nucleotide

vet

watermolecuul

vetzuur met dubbele bindingen

belangrijkste reservebrandstof

waterstofatoom

vet

aminozuur

A, T, C, G

peptidebinding

enkelstrengs nucleïnezuur

molecuul

groep atomen

organische stof

binding tussen twee aminozuren

eiwit

stof gemaakt door organismen

koolhydraat

keten van aminozuren

denaturatie

stikstofbase

verandering van ruimtelijke structuur

RNA

eiwit dat reactie kan versnellen

4 De levenscyclus van cellen Doelen van dit hoofdstuk Het is belangrijk dat leerlingen het proces van celdeling goed begrijpen, dat proces is immers de basis van de groei en ontwikkeling van elk organisme. Ook eventuele stoornissen in de groei (kanker) zijn vanuit dit proces te begrijpen. Begrip van de processen mitose en meiose is bovendien onontbeerlijk voor een goede beheersing van het onderwerp genetica. Ook de verdubbeling van het erfelijk materiaal wordt in dit hoofdstuk bestudeerd. Bij al deze processen maken we dankbaar gebruik van bewegende beelden. Simulaties via internet bieden leerlingen de mogelijkheid deze processen stap voor stap te bestuderen. Toch is het bekijken van de filmpjes alleen niet voldoende. De leerlingen moeten er wel iets mee doen. Het studiehuiswerkboek biedt daarvoor voldoende mogelijkheid. Examenprogramma Subdomein C3: deling en ontwikkeling van cellen. Getoetst in SE. Organisatie en planning Dit hoofdstuk kost ongeveer zes lessen. Er is geen bijzondere organisatie nodig. De voorkennis van de leerlingen zal hetzelfde zijn. Zorg ervoor dat de leerlingen het proces mitose beheersen voordat ze de meiose gaan bestuderen. Didactische tips Er zijn leerlingen die moeite hebben met mitose en meiose. Simuleren met behulp van sluitstrips kan helpen. Leerlingen kunnen de volgende opdracht in kleine groepjes uitvoeren: Opdracht Mitose en meiose Ga uit van een diploïde cel met twaalf chromosomen. Door de strips met verschillende kleuren te merken, kun je ze van elkaar onderscheiden. Je kunt ook gekleurde draadjes wol gebruiken. Werk in drie- of viertallen. 1 2

Merk de strips met viltstift. Maak ze twee aan twee gelijk. Hoeveel chromosomenparen heb je nu? Laat de DNA-moleculen zich verdubbelen. Hoe doe je dat?

Je kunt de chromatiden om elkaar heen draaien. 3 Met deze strips ga je aan een klasgenoot de mitose uitleggen. a Kun je de strips ook gebruiken om de meiose uit te leggen? b Met hoeveel strips begin je? Het helpt vaak de leerlingen ook lichamelijk bezig te laten zijn met deze processen. Klassikaal is de volgende opdracht mogelijk: Opdracht Mitose ‘live’ Vraag twee leerlingen voor de klas te komen. Kies leerlingen met een verschillende kleur trui, bijvoorbeeld blauw en rood. Zeg hen dat ze allebei een verschillend chromosoom voorstellen, in een kern van een gewone lichaamscel. Vraag hen wat er ontbreekt (een homoloog chromosoom). Kies er uit de klas de homologe chromosomen bij door overeenkomstige kleuren te zoeken. Speel nu stap voor stap de mitose na. Dus: - elke chromosoom verdubbelt zich (leerling kiest een leerling met overeenkomstige kleur trui); - chromatiden blijven nog aan elkaar vast (leerlingen geven elkaar een hand); - chromosomen ordenen zich (er wordt een equatorvlak gemaakt); - chromatiden worden uit elkaar getrokken; - er ontstaan twee identieke cellen. N.B. Het is ook mogelijk deze simulatie te doen als start van het onderwerp mitose. De vragen van de docent zijn dan natuurlijk anders, de oplossingen soms ook. De natuur had immers ook andere manieren kunnen ontwikkelen om identieke cellen te vormen!

5 Invloed van DNA Doelen van dit hoofdstuk DNA zit niet zomaar in een cel, het heeft daar een functie. Wat is die functie en hoe wordt die uitgevoerd? Dat is het thema van dit hoofdstuk. Wanneer leerlingen de functie van DNA begrijpen, kunnen ze ook inzien dat het veranderen van DNA grote gevolgen kan hebben voor de functie van een cel en voor het functioneren van een organisme. Het laatste deel van het hoofdstuk is gewijd aan de discussie rond dat thema. Examenprogramma Delen van subdomein C1 en wel de nummers C1.1, 1.4, 1,5. Dit wordt getoetst in het CE. Organisatie en planning Dit hoofdstuk kost ongeveer vijf lessen. Er is geen bijzondere organisatie vereist. Ook nu maken we weer dankbaar gebruik van animaties. Het blijkt dat het onderwerp daarna voor veel leerlingen niet moeilijk meer is. Mocht dat toch het geval zijn, dan kan het ook hier helpen de leerlingen ruimtelijk het proces van eiwitsynthese na te laten bootsen (zie didactische tip hoofdstuk 4). Laat hen daarmee maar eens experimenteren. Maak bijvoorbeeld twee groepen en laat elke groep de simulatie presenteren. Aan het eind van het hoofdstuk is er de mogelijkheid tot discussie. Ook nu zal het nodig zijn te gesprekken te kanaliseren. Maak eventueel kleinere groepen en laat iedere groep een opdracht kiezen. De groep brengt daarna verslag uit aan de hele klas (zie didactische tip). Didactische tips Hoewel bij groepswerk ieder lid op de hoogte moet zijn van de behaalde resultaten, is dat in de praktijk niet altijd het geval. Het helpt wanneer je de klas eraan went dat er na ieder groepswerk een korte mondelinge klassikale reportage gevraagd wordt. Je kunt de woordvoerder op een onverwachte en speelse manier aanwijzen, bijvoorbeeld: - Wie is vanaf nu het eerst jarig? - Wie heeft een broer of zus van wie de naam begint met een A (B, C enz.)? - Wie had het hoogste cijfer voor de vorige toets? - Wie woont het verste weg? - enz.

6 Erfelijkheid Doelen van dit hoofdstuk Volgend op de leerstof over de invloed van DNA gaan de leerlingen in dit hoofdstuk aan de slag met de ‘klassieke’ erfelijkheidsleer. Onder het kopje ‘Wat weet je al?’ herhalen we de stof van de onderbouw voor zover die behandeld is. Daarna geven we informatie over veredelen en fokken en brengen we de basisbegrippen van de genetica aan. Na een stukje over Mendel (en de meng-erfelijkheid) behandelen we de verschillende vormen van de monohybride kruising. (We gebruiken in deze methode consequent de termen mono- en dihybride kruising in plaats van monogene en digene kruising.) Het oplossen van problemen in een stamboom vat de geleerde stof over de monohybride kruisingen nog een keer samen. Vervolgens behandelen we de dihybride kruiding, waarbij het verschijnsel koppeling in de marge wordt behandeld. Het hoofdstuk sluit af met een paar paragrafen over prenatale diagnostiek en erfelijkheidsonderzoek. Examenprogramma Onderdeel C1, de kandidaat kan erfelijkheid op organismeniveau verklaren door het beschrijven van erfelijkheidsprocessen op lagere organisatieniveaus, wordt op het CE getoetst. Er zijn in de leerstof verbindingen met de onderdelen C2 (voortplanting), C3 (deling, groei en ontwikkeling) en E2 (verscheidenheid in de natuur vroeger en nu) die in het SE getoetst dienen te worden. Organisatie en planning De ervaring leert dat voor dit hoofdstuk tussen de twaalf en zestien lessen nodig zijn. Dat is vooral afhankelijk van de hoeveelheid thuiswerk die de leerlingen kunnen doen. Veel leerlingen vinden het onderwerp erg interessant en leerzaam maar wel moeilijk. Het kan soms veel oefening vragen voor ‘het kwartje valt’. De transfer van concrete erfelijkheidsproblemen in een kruisingsschema vraagt tijd (zie de methodesite). Het komt vaak voor dat leerlingen in de examenklas in één keer de problemen doorzien en zich dan afvragen wat ze er zo moeilijk aan vonden in havo 4. De uitvoering van het Drosophila-practicum vraagt ongeveer drie lessen (er vanuit gaande dat de TOA al het kweekwerk voor zijn rekening neemt). Aanwijzingen bij de practica Bij dit hoofdstuk hoort volgens ons het Drosophila-practicum. Waar mogelijk zullen we op de site ook informatie geven over alternatieve practica die inmiddels in ontwikkeling zijn. We wijzen op de practica met de zandraket (Arabidopsis thaliana) zoals die ontwikkeld zijn door onze collega’s in Engeland (www.arabidopsis.info/CollectionInfo?id=49). Didactische tips • Het is belangrijk dat de leerlingen na de behandeling van paragraaf 6.4 hun kennis van de meiose herhalen, zeker voordat met paragraaf 6.6 wordt begonnen. • De behandeling van het stamboomonderzoek in paragraaf 6.7 veronderstelt kennis van de leerstof van paragraaf 6.6. Toch kan het leuk zijn juist met de vragen van het stamboomonderzoek te beginnen en dan 6.6 te behandelen. • Behandeling van het overerven van de allelen voor het ABO-bloedgroepen systeem kan gebruikt worden om de afspraken (dominant allel hoofdletter, intermediair kenmerk met superscrip/subscript) goed te oefenen. • Het begrip van de stof kan vergroot worden door de leerlingen ‘op het bord’-opgaven te laten voordoen waarbij de klas verhelderende vragen stelt. • Veel leerlingen hebben baat bij een vaste oplossingsstrategie voor de erfelijkheidsopgaven. Op de website voor de leerlingen staat zo’n oplossingsstrategie in powerpoint-weergave. • Bij de behandeling van de dihybride kruising gaan we uit van ongekoppelde genen. Het is belangrijk om de leerlingen te wijzen op het feit dat dat eerder uitzondering is dan regel (25.000 genen op 23 chromosomen!). • Er is bezuinigd op het aantal opgaven in het werkboek (ook om een afschrikkende werking te voorkomen). In deze handleiding staat extra oefenmateriaal.

•

Een gesprek over de toepassingen van erfelijkheidsonderzoek zoals bij prenatale screening vormt een goede afsluiting van dit hoofdstuk. Er zijn ziekenhuizen die graag meewerken aan een dergelijke discussie.

7 Alles verandert Doelen van dit hoofdstuk In dit hoofdstuk behandelen we twee leerstofgebieden die ogenschijnlijk niets met elkaar te maken hebben: evolutie en afweer. De sleutelbegrippen die deze beide onderwerpen verbinden zijn grote variatie en selectie. Het hoofdstuk start met de geschiedenis van het leven op aarde en het ontstaan van biodiversiteit. Darwins model van natuurlijke selectie van erfelijke variatie dient als mogelijke verklaring voor evolutie op korte en lange termijn. We gaan ook in op mogelijke alternatieve verklaringen. In paragraaf 7.8 maken we de overstap naar de afweer tegen ziekteverwekkers. Na de ontstekingsreactie en de a-specifieke afweer gaan we redelijk diep in op de specifieke afweer en de functie daarbij van T- en B-lymfocyten. Examenprogramma Onderdeel E2, de kandidaat kan de betekenis van verscheidenheid in een populatie aangeven en een opvatting weergeven over het ontstaan daarvan, wordt in het CE getoetst. De leerstof over huid en immuniteit (E6) is onderdeel van het SE. Organisatie en planning Dit onderdeel van de leerstof zal tussen de twaalf en de zestien lessen vragen. Bij het eerste gedeelte moet rekening gehouden worden met discussies van levensbeschouwelijke aard. Het onderdeel leent zich goed voor klassikale gesprekken. De diepgang die de docent nastreeft bij het tweede gedeelte van de leerstof (alleen toetsing in SE), bepaalt in hoge mate de tijdsinvestering. Didactische tips • Samenwerking met docenten in de vakken maatschappijleer en godsdienst kan tot een lessencyclus over ‘Wetenschap en geloof’ leiden. • Laat leerlingen kennismaken met fossiel materiaal (o.a. Museum Frericks in Winterswijk). • Wijs leerlingen op de grote hoeveelheid informatie in Biodata/BINAS en spreek goed met ze af welke informatie daaruit bij de toetsen gebruikt zal worden. • Sluit de lessenserie af met een klassengesprek over het verband tussen de twee delen van dit hoofdstuk.

8 Leven van de zon Doelen van dit hoofdstuk Het einddoel van dit hoofdstuk is begrip van energiestromen en kringlopen in ecosystemen. Om dat doel te kunnen bereiken, moeten we ons eerst bezighouden met de stofwisseling in cellen. We beginnen bij de koolstofkringloop (uit de onderbouw bij de meeste leerlingen nog wel bekend), dalen dan af naar de cel en naar het niveau van celorganellen (mitochondriën) en moleculen (chemische reacties). Om chemische reacties in cellen goed te laten verlopen, zijn enzymen nodig. Ook die worden in dit hoofdstuk besproken (paragraaf 8.5). Met deze basiskennis kunnen we weer opklimmen, eerst naar cellen (aërobe dissimilatie in alle cellen en fotosynthese in cellen met bladgroen), dan naar organismen en tenslotte weer naar ecosystemen. Daar bekijken we dan de kringlopen (C en N) en het evenwicht daarin. Het is dus een hoofdstuk waarin leerlingen goed moeten kunnen omgaan met organisatieniveaus, maar als het goed is hebben ze dat in de voorafgaande hoofdstukken via de lift-opdrachten geleerd. Examenprogramma Domein D: Stofwisseling. D1.1 t/m 1.15: Energiestromen en kringlopen, getoetst in het CE. D2: Stofwisseling van cellen, getoetst in het SE. Organisatie en planning Het hoofdstuk kost ongeveer vijftien lessen. Als gekozen wordt voor een mondelinge presentatie van de groepsopdrachten, reken de tijd die daarvoor nodig is er dan nog bij. Dit hoofdstuk bevat veel practica. Maak een keuze of verdeel de verschillende proeven over de klas. Het is niet nodig leerlingen van elk practicum een verslag te laten maken. Laat hen wel de waarnemingen in hun studiehuiswerkboek noteren en ook wat ze uit deze proef geleerd hebben. Over het algemeen vinden leerlingen het leuk als er veel practicum op school gedaan wordt. Maar dat betekent wel dat de theorie voor een groot deel thuis gedaan moet worden! Didactische tips Samenwerken Dit hoofdstuk bevat een aantal samenwerkingsopdrachten. Zelfwerkzaamheid Zelfstandig samenwerken

Leervaardigheden • taakverdeling maken • groepsplanning maken • leiding geven • geleid worden • geconcentreerd blijven werken

Leerhoudingen • bereidheid tot samenwerken • bereidheid samenwerken te leren

• Taakverdeling maken Leerlingen zijn geneigd alles samen te doen. Dat is natuurlijk inefficiënt, maar het komt vaak voort uit een onvermogen om deeltaken te formuleren en afspraken en planningen te maken. De opdrachten zijn zo gemaakt dat er heel eenvoudig deeltaken uit te distilleren zijn. Help de leerlingen daar zonodig bij. • Groepsplanning maken Als de deeltaken duidelijk zijn, kan ook worden afgesproken wanneer deze afgerond moeten zijn. Daarna kan de informatie worden samengevoegd en tot een geheel verwerkt. Leerlingen vinden het vaak moeilijk om elkaar aan te spreken als iemand zich niet aan de afspraak heeft gehouden. Bespreek dit probleem in de klas. Wat doe je in zo’n geval? En wat kan iemand doen die ziet aankomen dat hij/zij om wat voor reden dan ook zijn taak niet kan uitvoeren? Bespreek ook wat te doen als iemand op het afgesproken tijdstip ziek is. De groep moet verder kunnen. E-mail biedt in zo’n geval natuurlijk uitkomst! Leerlingen kunnen een hotmailaccount openen voor deze opdracht waar iedereen zijn of haar resultaten naar toe mailt.

Leerlingen vinden het over het algemeen vervelend om een logboek bij te houden. Toch kan het de groep helpen wanneer dat wel gebeurt. Bovendien is het voor de docent dan beter te volgen hoe het proces vordert. • Leiding geven • Geleid worden In sommige groepen staan natuurlijke leiders op, in andere niet. Bespreek dat het belangrijk is dat er iemand de leiding heeft. De groep kan bijvoorbeeld besluiten per les te rouleren. Bespreek ook wat er van de leider verwacht wordt en wat van de groepsleden. • Geconcentreerd blijven werken Vaak ontaarden groepsopdrachten in gezellige onderonsjes. Goede taakverdeling en planning kan helpen om tempo in het werk te houden. Ook een duidelijke deadline en eventuele sancties bij het overtreden van die deadline helpt. • Bereidheid tot samenwerken • Bereidheid samenwerken te leren Niet alle leerlingen zijn even goed in staat en bereid samen te werken. Toch is samenwerken een belangrijke vaardigheid. Probeer er achter te komen wat de drijfveer is van ‘onwillige’ leerlingen. Vaak gaat het om eerdere slechte ervaringen, zoals oneerlijk ervaren situaties, of om gebrek aan vertrouwen in de groepsleden. Er zijn ook leerlingen die vanuit hun persoonlijkheid moeite hebben met samenwerken. Veel structuur en duidelijke afspraken kunnen het voor hen gemakkelijker maken. Probeer er bij deze leerlingen achter te komen wat ze op het gebied van samenwerken te leren hebben (in een individueel gesprek) en knoop er voor hen een extra leerdoel (met een extra beloning?) aan vast. Meerwaarde van samenwerken Wanneer het goed is, heeft samenwerken ook voordelen. Leerlingen kunnen elkaar aanvullen, helpen, tips geven, stimuleren. Het verdient aanbeveling hieraan expliciet aandacht te besteden. Laat leerlingen bijvoorbeeld ook het groepsproces bespreken. Laat iedereen beginnen met een compliment aan één van de leden of aan de groep als geheel. Een aardige vraag is ook welke specialiteit dit groepslid aan de groep te bieden heeft, bijvoorbeeld: ‘Ik ben goed in het samenvatten van het belangrijkste’, ‘Ik ben goed in vormgeven van het eindresultaat’, ‘Ik ben handig met apparaten’. Beoordeling van groepswerk Er zijn veel manieren om groepswerk te beoordelen. De eenvoudigste manier, iedereen dezelfde beoordeling, heeft als belangrijk nadeel dat het ‘meeliften’ mogelijk maakt. Er zijn daarom collega’s die experimenteren met systemen waarin individuele prestaties onderscheiden worden. Een manier die wel gebruikt wordt, is leerlingen zelf de punten te laten verdelen. Een voorbeeld: een groep van vijf personen krijgt een totaal aantal van 35 punten in plaats van de 7 die het resultaat mogelijk waard is. Een andere manier is om in het logboek steeds elke leerling te laten aangeven (b.v. in een sectordiagram) hoe de bijdrage van alle groepsleden geweest is. Ook de eis dat in de eindpresentatie de individuele bijdragen aan te wijzen moeten zijn, kan helpen.

9 Structuur in de natuur Doelen van dit hoofdstuk In dit hoofdstuk bestuderen we eerst (na een korte inleiding over de begrippen natuur en milieu) de opbouw van een ecosysteem. Nadat de leerlingen vervolgens hebben kennisgemaakt met de verschillende biotische en abiotische factoren die in een ecosysteem een rol spelen, kijken we naar de relaties die daardoor ontstaan tussen organismen onderling en met hun omgeving. De mens maakt deel uit van die relaties, maar heeft er meer en meer invloed op. In het tweede deel van het hoofdstuk kijken we vooral naar die groeiende invloed. Examenprogramma Subdomein B1: organismen in relatie tot elkaar en hun omgeving. Getoetst in CE. Subdomein E1: Dynamiek in ecosystemen. Getoetst in CE. Organisatie en planning In de voorgaande hoofdstukken kreeg de leerling na het bestuderen van de theorie uit het informatieboek nog enkele verwerkingsopdrachten. In dit hoofdstuk dagen we de leerling uit die verwerking zelf te doen. Nadat de leerling in paragraaf 9.3 heeft geleerd wat een ecosysteem is, kiest hij een ‘eigen’ ecosysteem (dichtbij huis of juist ver weg) en zoekt in dat ecosysteem steeds relevante voorbeelden passend bij de aangeboden theorie. De gegevens verwerkt hij tot een Powerpointpresentatie, die op deze manier vanaf paragraaf 9.3 dus steeds aangroeit. Na elke paragraaf volgen enkele korte aanwijzingen daarvoor. Aan het eind van het hoofdstuk heeft de leerling zodoende een samenvatting van het hoofdstuk, toegespitst op één ecosysteem. We hopen dat hij hierdoor leert dat je op deze manier een stukje theorie zelf een betekenis kunt geven, wat helpt bij het verwerken ervan. Maak met de leerlingen afspraken over de beoordeling en het moment waarop de presentatie klaar moet zijn (en eventueel aan de klas getoond wordt). Spreek ook af of ze de opdracht individueel of in tweetallen uitvoeren. Het hoofdstuk bevat verder een overmaat aan opdrachten. Voldoende mogelijkheden om te (laten) kiezen! Didactische tips En als je toch niet overgaat? Het is helaas een feit dat er aan het eind van het schooljaar nogal wat 4 havo-leerlingen zijn die al weten dat ze volgend jaar niet in 5 havo zullen zitten. Velen zullen hun studie op het mbo gaan voortzetten of 4 havo (soms met een ander profiel) overdoen. Zo’n laatste hoofdstuk kan dan voor de leerlingen en daardoor ook voor de docent een zware last worden. Dit hoofdstuk biedt voldoende aanknopingspunten om dat probleem aan te pakken. Laat een leerling die volgend jaar autotechniek gaat doen, een werkstuk maken over de invloed van verkeer op ecosystemen en mogelijke oplossingen. Een leerling die naar de hotelschool gaat, kan zich misschien verdiepen in het duurzaam kweken van zalm; een leerling van de modevakschool kan duurzaam katoen als onderwerp nemen. Economische onderwerpen zijn er natuurlijk ook voldoende: is biologisch ondernemen rendabel? Helpen energiesubsidies? Moet de vervuiler betalen? Spreek met de leerlingen (en met de schoolleiding) af hoe dit werkstuk beloond wordt. Mag het b.v. als alternatief voor het laatste (voor hen immers zinloze) proefwerk dienen? Monitor-projecten Er zijn steeds meer mogelijkheden om via internet mee te doen aan populatietellingen. Vlinders, hommels, meerkoeten..., op de website geven we een aantal voorbeelden van dit soort projecten. Misschien een idee om met de klas aan zo’n project mee te doen. Of misschien voor een individuele leerling een mooie start voor een profielwerkstuk.

Samenvatting maken Als docent kun je ook zo nu en dan helpen met het maken van een samenvatting, bijvoorbeeld via onderstaande opdracht: Alle organismen die in een bepaald gebied leven, noemt men een (1).... De organismen leven meestal niet alleen maar in groepen van soortgenoten, (2).... De grootte van zo’n groep is onder meer te schatten door (3)... of door (4).... Tussen de niet-levende natuur en organismen bestaan betrekkingen: (5)... relaties. Ook tussen de organismen onderling komt een groot aantal betrekkingen voor. We noemen deze betrekkingen (6)... relaties. Voorbeelden van zulke relaties tussen soorten zijn (7)..., (8)..., (9)..., (10)... en (11).... Biotische relaties binnen een soort zijn bijvoorbeeld (12)..., (13)..., (14)... en (15).... Belangrijke abiotische factoren zijn (16)..., (17)..., (18)..., (19)... en (20).... Wanneer één abiotische factor de ontwikkeling van een organisme onmogelijk maakt, noemt men dat de (21)... factor. De (22)... geven aan wat de uiterste waarden van een abiotische factor zijn voor een organisme om te kunnen overleven. Het geheel van een levensgemeenschap en alle daarbij behorende betrekkingen noemt men een (23)....

Voorbereidingen bij de practica Door Martin Rooks

Opdracht 1.4 Tuinkers Materiaal: Per twee leerlingen: - twee petri-schaaltjes (A en B) met tuinkersplantjes; - millimeterpapier. Doe drie á vier dagen voor de proef in een aantal petrischaaltjes een filtreerpapiertje en bevochtig de papiertjes met water. Verspreid over het natte filtreerpapier een twintigtal tuinkerszaadjes. Pak de helft van de schaaltjes in in aluminiumfolie, zet de andere helft in het licht. (Alles met deksel. Pak eventueel alle petrischalen in doorzichtig huishoudfolie. Bij het uitdelen mogen de petrischalen uiteraard niet ingepakt zijn.)

Opdracht 1.5 Het krentenexperiment Materiaal: - bekerglas (500 ml); - oplossing van azijnzuur; - krenten; - soda; - theelepeltje. Oplossing van azijnzuur: neem natuurazijn uit supermarkt. Krenten: neem hiervoor verse krenten die niet te lang uit de verpakking zijn. Bij droge krenten werkt de proef niet. Soda: neem fijn kristalsoda, verkrijgbaar in de supermarkt.

Opdracht 3.4 Beeldvorming Materiaal: - stukje tekst uit een krant.

Opdracht 3.5 Gezichtsveld Materiaal: - stukje transparant papier. Grafiekpapier kopiëren op overheadsheet, stukje van 2 bij 4 cm op voorwerpglas plakken of grafiekpapier van 2 bij 4 cm, geplakt op een objectglaasje.

Opdracht 3.6 Diepte (N.B. Om de meting in deze opdracht uit te kunnen voeren, moet je beschikken over een micrometerschroef met schaalverdeling. Anders kun je alleen een vergelijking maken.) Materiaal: - twee fijnschrijvers van een verschillende kleur; - schuifmaat; - objectglaasje; - dekglaasje; - geodriehoek.

Opdracht 3.7 Het kleuren van een preparaat Materiaal: - microscoop; - prepareerbenodigdheden; - leidingwater; - jodiumoplossing. Jodiumoplossing: los 6 gram kaliumjodide op in 200 ml demi-water, voeg hier 3 gram joodkristallen aan toe, vul aan tot 1 liter. Laat dit enkele dagen staan en schud de oplossing. Oplossing in het donker bewaren (Bron: HABOB). Maak voorzichtig dwars over dit stukje twee sneetjes van ongeveer 1 cm.

Opdracht 3.8 Waterpest Materiaal: - microscoop; - prepareerbenodigdheden; - takje waterpest; - leidingwater. Takje waterpest: haal een takje waterpest bij de dierenspeciaalzaak. Waterpest is langer goed te houden met een aquariumpompje.

Opdracht 3.9 Je eigen cellen Materiaal: - microscoop; - prepareermateriaal; - plastic roerstaafje; - kleurstof (carbolfushine). Carbolfuchsine: weeg 1 gram fuchsine en 5 gram fenol af en voeg 10 ml ethanol toe. Meng dit. Verdun met demi-water, voeg al roerende 100 ml demi-water toe. Verdun daarna met 25 ml ethanol en 250 ml demi-water.

Opdracht 3.12 De rode kleur van vruchten Materiaal: - microscoop en prepareerbenodigdheden; - vruchten van vuurdoorn en lijsterbes; - 1,5% KNO3-oplossing. In plaats van de genoemde vruchten ook zeer goed te gebruiken: rozenbottel, of een rode paprika uit de supermarkt. 1,5% KNO3-oplossing: KNO3-oplossing voorkomt het uiteenvallen van de chromoplasten.

Opdracht 3.13 Bacon of rauwe ham Koop een plak bacon of rauwe ham bij supermarkt of slager. Maak het preparaat zo dun mogelijk. Eventueel met een tweede voorwerpglas extra fijn drukken.

Opdracht 3.23 Aantonen van enkele organische stoffen Materiaal: 6 reageerbuizen bekerglas reageerbuizenknijper brander driepoot (eventueel een waterbad) lucifers etiketten een aantal reagentia ( zijn door de toa klaargemaakt) klaargemaakte voedingsstoffen lab-jas en bril

(eventueel een waterbad) Gebruik een bekerglas van 250ml, vul deze voor de helft met leidingwater en verwarm m.b.v. brander en driepoot (etiketten) Gebruik watervaste laboratoriumstickers) (een aantal reagentia ) Joodkaliumjodide: los 6 gram kaliumjodide op in 200 ml demi-water, voeg hier aan toe 3 gram jood kristallen, vul aan tot 1 liter. Laat dit enkele dagen staan en schud de oplossing. Oplossing in donker bewaren. Benedict proefreagens: los 100 gram natriumcarbonaat en 173 gram natrium citraat op in 800 ml warm demiwater (aquadest). Voeg hieraan toe 100ml kopersulfaatoplossing (17,3 gram koper(II)sulfaat opgelost in 100ml) en vul aan tot 1 liter. Natriumhydroxide oplossing: gebruik 10%NaOH-oplossing, oftewel 2,5M, (los 10gram NaOH(s) op in 100ml) Kopersulfaatoplossing: 1% CuSO4 oplossing DCPIP-oplossing (verzadigde oplossing): los 2 gram Dichloorphenolindophenol (DCPIP) op in 200ml water. Laat 1 dag staan en filtreer af. Bewaren in donker en gebruik bruine druppelflesjes. Oplossing is beperkt houdbaar. reagentia alle in 10ml of 50ml druppelflesjes (vaak goedkoop te verkrijgen bij apotheken, ook te verkrijgen via leveranciers schoolbenodigdheden bij o.a. Breukhoven, Eurofysica, Vos). klaargemaakte voedingsstoffen: Voedingsstoffen: 1% zetmeeloplossing, 1% glucoseoplossing, 1% saccharose oplossing, 1% eiwitoplossing (te bereiden met gedroogd albumine (kippeneiwit) of gebruik het eiwit van een kippenei); in beide gevallen filtreren. 1% vitamineoplossing aantonen van glucose ( en andere monosacharides) -verhit elke buis au bain marie of in het waterbad tot de oplossing kookt of beter: verwarm elke buis tot een duidelijke kleurverandering zichtbaar wordt (kost minder tijd). Uitvoering Overleg met de docent over het aantal testjes dat je gaat doen voor elk voedingsmiddel geldt: maak van elk voedingsmiddel een waterige oplossing, oftewel een papje; gebruik hiervan bij elke aantoning één á twee centimeter. Lichtgekleurde voedingsmiddelen verdienen de voorkeur,

Opdracht 8.1 Koolstofkringloop 1: Vastleggen van koolstof Materiaal: - snelgroeiende waterplanten (bijvoorbeeld draadalg); - twee bekerglazen; - huishoudfolie; - lamp; - spa rood; - kookplaatje; - weegschaal. Haal draadalg of cabomba van de dierenspeciaalzaak; huishoudfolie en spa rood bij de supermarkt.

Opdracht 8.2 Koolstofkringloop 2: Vrijmaken van koolstof Materiaal: - verse aarde uit de tuin; - drie weckflessen; - drie bekerglazen die in de weckflessen passen; - kalkwater; - kookplaatje; - verdund suikerwater; - porseleinen schaaltje. Tuinaarde: ongeveer 20 gram. Kalkwater maken: doe twee flinke spatels CaOH in bijvoorbeeld 1 liter demi-water. Roer een tijdje goed door. Na filtreren wordt helder kalkwater verkregen. Suikerwater: 5% oplossing.

Opdracht 8.9 Hoeveel energie bevat een pinda? Materiaal: - reageerbuis; - thermometer; - weegschaal; - prepareernaald; - statief met klem; - pinda; - brander. Pinda’s te verkrijgen bij elke supermarkt. Opmerking: voer deze proef uit in de zuurkast, vanwege de brandlucht.

Opdracht 8.11 Welke stoffen ontstaan er door verbranding van suiker? Materiaal: - suiker; - reageerbuisjes; - kalkwater; - statief met klem; - doorboorde kurk; - slangetje. Kalkwater maken: doe twee flinke spatels CaOH in bijvoorbeeld 1 liter demi-water. Roer een tijdje goed door. Na filtreren wordt helder kalkwater verkregen. Doorboorde kurk: doe een reageerbuisje in de kurk. Bevestig een passend slangetje aan het uiteinde van het buisje. Bevestig aan de andere kant van het slangetje een tweede buisje om door het kalkwater te leiden. Ook het ontstaan van water is eenvoudig aan te tonen door het verbrandingsgas door een regeerbuisje met wat wit kopersulfaat te leiden. Wit kopersulfaat wordt met water blauw.

Opdracht 8.11a Is voor de verbranding van suiker zuurstof nodig? (Extra proef) Gebruik dezelfde opstelling als in opdracht 8.11 in het werkboek. Door een gloeiende houtspaander in de reageerbuis te steken, kun je de zuurstofvoorraad in de reageerbuis opmaken. Voer de proef nu nogmaals uit maar zorg dat er geen zuurstof in de reageerbuis met suiker zit. Noteer hypothese, waarnemingen en conclusie.

Opdracht 8.12 Enzymen, scheikunde in organismen A Chiquita in de problemen Materiaal: - een banaan; - bekerglas met water; - ijsklontjes; - driepoot; - brander; - thermometer; - pincet of kroezentang; - mesje. Haal hiervoor mooie gele bananen bij groenteboer of supermarkt. Opmerking: leg de schil met de buitenkant naar boven. B Gistcellen als zakjes enzymen Materiaal: - oplossingen met gelijke hoeveelheden gist en verschillende hoeveelheden suiker; - waterbaden (met temperatuur van 20°, 30°, 40°, 50°, 60°,70° Celsius); - opstelling zoals de afbeelding staat (zie werkboek havo 1, pag. 210). Gebruik 250 ml erlenmeyers met kurk met overleidbuisje. Gebruik bij voorkeur bakkersgist (te halen bij de bakker). De volgende gist/suikerverhoudingen zijn goed te gebruiken: Opgelost in 125 ml leidingwater: 5 gram gist, 10 gram gist, of 15 gram gist in elke combinatie met 5, 10 of 15 gram suiker. Maak deze mengsels ongeveer een half uur voor de meting. De reacties hebben tijd nodig om op gang te komen.

Opdracht 8.14 Proefjes met enzymen A Remming van de enzymwerking Materiaal: - een paar verse appels; - enkele vitamine C-tabletjes. Advies: gebruik Granny Smith-appels, omdat de bruiningsreactie bij deze appel snel plaatsvindt. B Zetmeelsplitsende enzymen Materiaal: - gekiemde tarwekorrels/gekiemde bruine bonen; - demi-water; - (oplosbaar) zetmeel; - agaragarpoeder; - autoclaaf; - twee erlenmeyers; - watten; - aluminiumfolie; - petrischalen.

Los in 500 ml demi-water 7,5 gram agaragar en 5 gram oplosbaar zetmeel op. Verdeel de inhoud over twee erlenmeyers van 250 ml; sluit deze af met wattenproppen en aluminiumfolie. Autoclaviseer 30 minuten. Giet in steriele petrischalen. In plaats van tarwe geven gekiemde bruine bonen ook een mooi resultaat. Splits een gekiemde bruine boon en leg de zaadlob met het kiempje op de voedingsbodem. Na één á twee dagen is goed te zien wáár in de zaadlob het meeste enzym zit. C Zetmeelsplitsende enzymen in waspoeder Materiaal: - demi-water; - (oplosbaar) zetmeel; - agaragarpoeder; - autoclaaf; - erlenmeyers; - watten; - aluminiumfolie; - petrischalen; - wasmiddelen met enzymen; - holle staaf; - thermometer; - pH-meter. Methode: zie B.

Opdracht 8.15 Opbouw en afbraak A Zuurstofopname bij de dissimilatie Materiaal (zie de foto van de opstelling, werkboek havo 1, pag. 214): - twee erlenmeyerkolven(100 of 250 cc); - twee overleidbuisjes; - twee doorboorde stoppen; - twee plastic kokertjes (met gaatjes) met NaOH-korrels; - gekookte en ongekookte erwten; - statief met dubbele klemmen; - bekerglas met kleurstof. De twee plastic kokertjes zijn te maken van een stukje buis met een lengte van ca. 5 cm en een diameter van 5 mm, waar een aantal kleine gaatjes in geboord zijn. Na het vullen met NaOH-pellets beide kanten afsluiten met kurkjes. De NaOH vangt koolstofdioxide weg. Erwten zijn te verkrijgen bij supermarkt/ groentezaak. Als kleurstof is ecoline goed te gebruiken, een veel gebruikte kleurstof bij de creatieve vakken. B Dissimilatie bij dieren Materiaal (zie de foto van de opstelling, werkboek havo 1 pag. 215): - drie grote erlenmeyers; - overleidbuisjes en doorboorde kurken; - waterstraalpomp; - kalkwater; - houder met NaOH-korrels; - kleine proefdieren, bijvoorbeeld pissebedden.

Kalkwater maken: doe twee flinke spatels CaOH in bijvoorbeeld 1 liter demi-water. Roer een tijdje goed door . Na filtreren wordt helder kalkwater verkregen. De twee plastic kokertjes zijn te maken van een stukje buis met een lengte van ca. 5 cm en een diameter van 5 mm, waar een aantal kleine gaatjes in zijn geboord. Na vullen met NaOH-pellets beide kanten af te sluiten met kurkjes. De NaOH vangt koolstofdioxide weg. Bevestig een plastic potje (aan één kant gesloten buisje met opening) op het buisje dat door de kurk steekt en tot in het kalkwater reikt. C

Energieafgifte tijdens de kieming

Materiaal (zie de foto van de opstelling, werkboek havo 1 pag. 216]: - twee gelijke thermosflessen; - gekiemde tarwe die daarna voor een deel gekookt is; - twee thermometers; - 2 thermosensoren, CLB-2 datalogger T184; - wattenprop. Koop een kilo tarwe. Doe in een emmer een laag natte watten; strooi hierover een laag tarwe. Dek tenslotte af met een laag natte watten. Na één á twee dagen zijn de tarwekorrels gekiemd. Kook een deel hiervan ongeveer tien minuten.

Opdracht 8.20 Fotosynthese 1

-

Materiaal: - bonte geranium; - waterbad met daarin een bekerglas met alcohol; - jodium (KI3- oplossing); - aluminiumfolie (of een paar 6x6 cm negatieven); - petrischaaltjes (net zoveel als je bladeren gebruikt); - kooksteentjes. Opmerkingen: Ook ‘gewone’ geranium volstaat; wat met de bonte geranium extra is aan te tonen, is het verband tussen aanwezigheid van bladgroen en fotosynthese. In plaats van 24 uur is het beter de plant een dag of vijf in het donker te zetten, om er zeker van te zijn dat het meeste zetmeel verbruikt is. In plaats van ethanol is ook spiritus te gebruiken. Verwarmen kan ook met een kookplaatje: voeg enkele kooksteentjes toe, zorg dat het bekerglas niet te dicht bij een eventuele brandende bunsenbrander staat. Dek ook het bekerglas af met een horlogeglas wegens de verdamping.

Opdracht 8.21 Fotosynthese 2 Materiaal: - bekerglas van 1500 ml; - TL-buis (of andere felle lamp); - waterpest; - trechter; - pipet van 5 ml; - Hoffmann-klem; - twee stukjes rubber. Door (verdund, bijvoorbeeld 10x) spa rood toe te voegen, kun je het koolstofdioxidegehalte verhogen.

Opdracht 8.22 Bladeren Materiaal: - aantal gedroogde bladeren; - millimeterpapier; - preparaten van een doorsnede van een plantenblad; - microscoop.

Opdracht 8.31 Afbraak van cellulose en ureum Materiaal: - zes jampotten; - zes etiketten; - zand; - tuinaarde; - filtreerpapier; - ureum; - lepeltje.

Extra practicum Vijveronderzoek Leerlingen vinden het onderzoeken van een vijver leuk. De kunst is er iets meer van te maken dan lekker rommelen bij het water. Dat kan b.v. door de waterkwaliteit-tabel. Eerst voeren de leerlingen een zo volledig mogelijke inventarisatie uit. Dat kost meer tijd dan de leerlingen gewend zijn te besteden. Misschien is het goed een premie te zetten op het soorten jagen! Daarna bepalen ze een getal voor de waterkwaliteit. Die waarde kan eventueel gecombineerd worden met gegevens van chemische bepalingen (of bepalingen via IPcoach).

Waterkwaliteittabel 1 In deze tabel tel je het aantal soorten per groep! Dus tien bruine kikkers en drie groene kikkers zijn twee soorten amfibieën. AMFIBIEËN Hoeveel soorten watersalamanders, kikkers en padden (Per soort, of de volwassen dieren of de larven tellen) Aantal gevonden soorten: VISSEN Stekelbaarsjes niet meetellen Aantal gevonden soorten: WATERKEVERS Let goed op de verschillen in grootte, vorm, kleur, tekening, poten en manier van bewegen Aantal gevonden soorten: HAFTELARVEN Let goed op de lichaamsvorm: plat of rond Zij-uitsteeksels aan het achterlijf, staartdraden Aantal gevonden soorten: KOKERJUFFERS Aantal gevonden soorten: RODE MUGGELARVEN Aantal gevonden soorten: WATERMIJTEN Aantal gevonden soorten: KREEFTACHTIGEN Alleen vlokreeftjes en zoetwaterpissebedden tellen mee SCHELPDIEREN TWEEKLEPPIGEN, mosselsoorten en SLAKKEN met huisje Aantal gevonden soorten: PLATWORMEN Let op verschillen in kleur, vorm en ogen Aantal gevonden soorten: BLOEDZUIGERS Let op grootte, tekening, oogstand en ogen (loep) Aantal gevonden soorten: WORMEN Aantal gevonden soorten: Totaal aantal soorten Tabel bepaling waterkwaliteit, bron: Veldstudiecentrum, Orvelte

Opdracht 9.14 Korstmossen Materiaal: - steenkorstmos (xanthoria parientina, te herkennen aan de oranjegele kleur); - prepareermateriaal; - microscoop.

Extra opdrachten ► 2.1 Een verhaal met twee kanten Extra opdracht 2.1 Versieren Bij onze voortplanting hoort ook het versieren en versierd worden. Maak een lijstje met dingen die jij zou doen om iemand te versieren. Vergelijk je lijstje met iemand uit de klas van het andere geslacht. Noteer de verschillen.

► 2.4 Voel jij wat ik voel? Extra opdracht 2.2 Verschillen tussen mannen en vrouwen 1 Tussen volwassen vrouwen en mannen zijn meer lichamelijke verschillen dan alleen de geslachtsorganen. Noteer een aantal verschillen in secundaire geslachtskenmerken tussen mannen en vrouwen. 2 De verschillen onder 1 zijn erfelijk bepaald. Er zijn ook verschillen tussen mannen en vrouwen die worden bepaald door de cultuur waarin zij opgroeien. Welke zijn dat? Beantwoord deze vraag voor de Nederlandse (westerse cultuur) en voor ten minste één andere cultuur. 3 Sommige beroepen worden traditioneel als vrouwenberoepen gezien, andere als mannenberoepen. a Bedenk ten minste vier beroepen die men als typisch mannen- of vrouwenberoep ziet. Wat is jouw mening over die beroepen? b Vraag bij je decaan voorlichtingsfolders van de opleidingen voor deze beroepen. Leg met een voorbeeld uit of in die folders deze vooroordelen voorkomen of dat ze juist worden bestreden.

► 2.9 De menstruatiecyclus Extra opdracht 2.3 Hormonen regelen de menstruatiecyclus De regeling van de menstruatiecyclus zit aardig ingewikkeld in elkaar. Ook als je de tekst uit het boek hebt gelezen, blijft het misschien een beetje onduidelijk. Deze opdracht kun je gebruiken om het hele geregel op een andere manier in beeld te brengen. We gebruiken drie soorten pijlen (je mag ook kleuren gebruiken). Lees de tekst en geef in het schema met pijlen de werking van alle hormonen en organen aan. - FSH stimuleert de follikelontwikkeling - Follikels produceren in een bepaald stadium oestradiol - Oestradiol remt de FSH-productie - Oestradiol stimuleert de vorming baarmoederslijmvlies - LH stimuleert de ovulatie en vorming geel lichaam - Prolactine stimuleert het gele lichaam tot progesteron productie - Progesteron stimuleert groei baarmoederslijmvlies - Progesteron remt aanmaak LH, prolactine en oxytocine. - Oxytocine stimuleert weeën - Placenta produceert oestradiol en progesteron - Hypofyse (voorkwab) produceert FSH, LH en prolactine - Hypofyse (achterkwab) maakt oxytocine

► 3.3 Structuren in een cel Extra opdracht 3.1 Waardoor is de rode kool rood? Voer dit practicum zelfstandig uit zoals je geleerd hebt in de vorige practica. Leg je waarnemingen vast in tekeningen en beantwoord de vraag: Waarom is rode kool rood?

► 3.6 Organische stoffen Extra opdracht 3.2 Isoleren van DNA uit plantenweefsel Materiaal: - ui - mengsel van 10 ml afwasmiddel (neutraal) en 3 g keukenzout, aangevuld met gedestilleerd water tot 100 ml - waterbad of broedstoof van 60 °C - fijne rasp - fijn geklopt ijs - trechter met filtreerpapier - alcohol uit het diepvriesvak - cultuurbuizen of brede reageerbuizen - 2 bekerglazen van 100 ml - tempex of koelbox of diepvriesvak van de koelkast - ruwe glasstaaf - maatpipet of maatcilinder Uitvoering: - Rasp een halve ui zo fijn mogelijk. - Doe de fijn geraspte ui bij het mengsel van afwasmiddel, keukenzout en water. - Roer het geheel goed door elkaar. - Verwarm het mengsel gedurende vijftien minuten bij 60 °C. - Koel het bekerglas af in een koelbox (of in het diepvriesvak van de koelkast). - Filtreer het mengsel. - Doe 5 ml van het filtraat in de cultuurbuis of reageerbuis. - Giet op het filtraat 10 ml ijskoude alcohol. - Laat de buis enkele minuten staan. - Haal door voorzichtig roeren met een ruwe glasstaaf uit de waterige fase de nucleïnezuren naar de alcoholfase, waar ze als draden neerslaan. 1 2

In welke onderdelen van de cellen zit de erfelijke informatie? Welke verwerkingsfasen zijn nodig om de nucleïnezuren in handen te krijgen?

Extra opdracht 3.3 Ken je bronnen Beantwoord met behulp van je BINAS/Biodata de volgende vragen: 1 a Uit hoeveel atomen bestaat een molecuul glucose? b Uit hoeveel verschillende elementen bestaat een molecuul glucose? c Wat is de massa van een molecuul glucose? 2

Uit welke ‘bouwstenen’ bestaan de volgende moleculen. a maltose? b sacharose? c lactose?

3

Wat zijn de verschillen tussen a zetmeel (amylose) en cellulose? b cellulose en glycogeen?

4

Zoek insuline op in je BINAS-boekje. a Uit hoeveel aminozuren bestaat dit eiwit? b Wat is het verschil tussen menselijk insuline en varkensinsuline?

5

a Wat is het verschil tussen margarine en dieetmargarine? b Leg uit dat margarine bij kamertemperatuur harder is dan dieetmargarine. Wat is halvarine?

c

6

a b c

Welke overeenkomsten bestaan er altijd tussen twee verschillende eiwitten? En welke verschillen? Beantwoord deze twee vragen ook voor nucleïnezuren, polysachariden en vetten.

► 3.7 Herkenningsreacties van enkele belangrijke organische stoffen Extra opdracht 3.4 Modellen maken Cellen zijn ruimtelijke vormen. In leerboeken zie je vaak alleen maar tekeningen van doorsneden van cellen of van de organellen die er in zitten. 1 Bouw met eigen gekozen materialen een model van een plantaardige en een dierlijke cel. Bedenk zelf hoe je de verschillende organellen wilt aangeven. 2 Overleg met je docent of het model ook resultaten van elektronenmicroscopisch onderzoek moet laten zien. 3 Geef de verschillende onderdelen duidelijk aan. 4 Bewaar je model omdat het nog wel weer van pas zal komen 5 Overleg met de klas en de docent aan welke eisen een en ander moet voldoen.

Extra opdracht 3.5 Aantonen van enkele organische stoffen Materiaal: - zes reageerbuizen; - bekerglas; - reageerbuizenknijper; - brander; - driepoot; - (eventueel een waterbad); - lucifers; - etiketten; - een aantal reagentia (zijn door de toa klaargemaakt); - klaargemaakte voedingsstoffen; - lab-jas en bril. Eventueel een waterbad: Gebruik een bekerglas van 250 ml, vul dit voor de helft met leidingwater en verwarm m.b.v. brander en driepoot. Etiketten: gebruik watervaste laboratoriumstickers. Een aantal agentia: - joodkaliumjodide: los 6 gram kaliumjodide op in 200 ml demi-water, voeg hier 3 gram jood kristallen aan toe, vul aan tot 1 liter. Laat dit enkele dagen staan en schud de oplossing. Oplossing in donker bewaren. - benedict proefreagens: los 100 gram natriumcarbonaat en 173 gram natriumcitraat op in 800 ml warm demiwater (aquadest). Voeg hieraan 100 ml kopersulfaatoplossing (17,3 gram koper(II)sulfaat opgelost in 100 ml) toe en vul aan tot 1 liter. - natriumhydroxide-oplossing: gebruik 10%NaOH-oplossing, oftewel 2,5M, (los 10 gram NaOH(s) op in 100 ml). - kopersulfaatoplossing: 1% CuSO4-oplossing. - DCPIP-oplossing (verzadigde oplossing): los 2 gram Dichloorphenolindophenol (DCPIP) op in 200 ml water. Laat één dag staan en filtreer af. Bewaren in donker en gebruik bruine druppelflesjes. Oplossing is beperkt houdbaar. Reagentia alle in 10 ml of 50 ml druppelflesjes (vaak goedkoop te verkrijgen bij apotheken, ook te verkrijgen via leveranciers van schoolbenodigdheden zoals Breukhoven, Eurofysica, Vos). Klaargemaakte voedingsstoffen: 1% zetmeeloplossing, 1% glucoseoplossing, 1% sacharose oplossing, 1% eiwitoplossing (te bereiden met gedroogd albumine (kippeneiwit) of het eiwit van een kippenei -in beide gevallen filtreren), 1% vitamineoplossing. Aantonen van glucose (en andere monosacharides): verhit elke buis au bain-marie of in het waterbad tot de oplossing kookt of beter: verwarm elke buis tot een duidelijke kleurverandering zichtbaar wordt (kost minder tijd).

Uitvoering: Overleg met de docent over het aantal testjes dat je gaat doen. Voor elk voedingsmiddel geldt: maak van elk voedingsmiddel een waterige oplossing, oftewel een papje; gebruik hiervan bij elke aantoning één á twee centimeter. Lichtgekleurde voedingsmiddelen verdienen de voorkeur, omdat de kleurverschillen dan beter te zien zijn.

► 4.4 Reductiedeling: meiose Extra opdracht 4.1 Nabootsen van de werkelijkheid Om de bewegingen van de chromosomen tijdens mitose en meiose beter te kunnen volgen, kun je afsluitstrips van vuilniszakken gebruiken. Ga uit van een diploïde cel met twaalf chromosomen. Door de strips met verschillende kleuren te merken, kun je ze van elkaar onderscheiden. Je kunt ook gekleurde draadjes wol gebruiken. Werk in drie- of viertallen. 1 2

Merk de strips met viltstift. Maak ze twee aan twee gelijk. Hoeveel chromosomenparen heb je nu? Laat de DNA-moleculen zich verdubbelen. Hoe doe je dat?

Je kunt de chromatiden om elkaar heen draaien. 3 Met deze strips ga je aan een klasgenoot de mitose uitleggen. a Kun je de strips ook gebruiken om de meiose uit te leggen? b Met hoeveel strips begin je?

► 5.4 Toepassen van kennis Extra opdracht 5.1 Video of dvd Bekijk in overleg met je docent een video of dvd over één van deze toepassingen of lees er gezamenlijk een krantenartikel over en houdt een discussie in de klas. Formuleer eerst een aantal stellingen naar aanleiding van de video of het artikel. Spreek af op welke manier de discussie gevoerd wordt.

Extra opdracht 5.2 Gentherapie Voor deze opdracht heb je de videoband ‘Een rondje DNA’ nodig. Start aflevering 5 ‘Genen die genezen’ en bekijk de band (duur 10 minuten). Beantwoord de vragen. Zo nodig kun je bepaalde gedeelten van de band nog eens bekijken. (Als je niet over de band beschikt, kun je de opdracht ook maken. Sla in dat geval de vragen 4 en 7 over.) 1 2 3 4

5 6 7 8

Wat is gentherapie? Waarvoor wil men deze techniek onder andere graag gebruiken? Waardoor is iemand tijdens een chemokuur zo vatbaar voor infecties? Men voegt een gen aan de beenmergstamcellen toe. a Wat moet dit gen gaan doen? b In hoeveel cellen gaat dit gen inderdaad werken? a Waarom doet men proeven met resusapen? b Vind je dit onderzoek toelaatbaar? Geef argumenten. Wordt gentherapie al breed toegepast? a Hoe verdedigt professor Valentino deze techniek? b Ben je het met hem eens? a Wat is het risico bij het maken van transgene cellen? b Is dit risico volgens de onderzoeker groot?

Extra opdracht 5.3 Transgene tomaten Voor deze opdracht heb je de videoband ‘Een rondje DNA’ nodig. Start aflevering 1 ‘Transgene tomaten’ en bekijk de band (duur 10 minuten). Beantwoord de vragen. Zo nodig kun je bepaalde gedeelten van de band nog eens bekijken. (Als je de band niet hebt, kun je de opdracht ook maken. Sla in dat geval de vragen 2, 3 en 6 over.) 1 2 3 4 5 6 7

8 9 10

Wat betekent ‘transgeen’? a Welke eigenschap wilde men in de tomaat brengen? b Hoe komt het dat de tomaat deze eigenschap niet meer heeft? a Welke andere techniek heeft men om dit te doen? b Waarom gebruikte men die techniek niet? Waar zitten de genen van een tomaat? Waardoor werkt het ‘afweergen’ niet? Welke plant gebruikte men als ‘donor’ van genetisch materiaal? Men stopt het nieuwe gen maar in één cel. a Waarom niet in alle cellen van een plant? b Hoe heet de techniek waarmee men uit die ene cel een plant kweekt? Is dit onderzoek alleen van belang voor de tomaat? Mogen onderzoekers alle experimenten uitvoeren die ze bedenken? Zou jij de transgene tomaat eten? Licht je antwoord toe.

Extra opdracht 5.4 Discussie in de klas Bij de proeven met bijvoorbeeld muizen en koeien wordt gewerkt met grote aantallen embryo’s. Bij de mens is dat niet alleen technisch onmogelijk, maar het zou in de maatschappij ook niet geaccepteerd worden. Veel mensen komen ook nu al in opstand tegen de proeven met transgene dieren en planten. Omdat de technische mogelijkheden steeds groter worden, zal er een discussie gevoerd moeten worden welke toepassingen we acceptabel vinden. Dit is een moeilijke vraag, waarbij vele belangen een rol spelen. Hieronder vind je vijf voorstanders van deze nieuwe ontwikkelingen, de personen 1, 2, 3, 4 en 5. Zij vinden het gebruik van transgene organismen geoorloofd, met de volgende argumenten. Persoon 1:

Nu kunnen voedselgewassen gemaakt worden die ongevoelig zijn voor onkruidbestrijdingsmiddelen. Wanneer we bestrijdingsmiddelen gebruiken, worden de voedselgewassen niet aangetast. Dit geeft een hogere opbrengst.

Persoon 2:

Er kunnen transgene veerassen gemaakt worden die een hogere opbrengst opleveren.

Persoon 3:

Medicijnen zijn nu sneller en goedkoper te produceren.

Persoon 4: We kunnen door middel van gendoping de grenzen van de menselijke mogelijkheden, bijvoorbeeld in de sport, steeds verder verkennen. Dat is prima. Persoon 5: Wat kan, mag: wetenschappers mogen al hun kennis gebruiken. Alleen dan is er vooruitgang. Als Nederland het niet toestaat en alle andere landen wel, raakt Nederland achterop. Er zijn ook tegenstanders, de personen A, B, C, D, E en F. Persoon A: We moeten niet investeren in het verwerken van afval, maar in het verminderen van de hoeveelheid afval. Persoon B: Het welzijn van dieren wordt ondergeschikt gemaakt aan de productie. Het dier wordt gezien als machine. Persoon C:

De Derde Wereld wordt nog meer afhankelijk van de technologie van het Westen.

Persoon D: Het ongevoelig maken van landbouwgewassen voor onkruidbestrijdingsmiddelen leidt tot het kritiekloos toepassen van deze bestrijdingsmiddelen. Persoon E: Rassen die genetisch veranderd zijn, kunnen, wanneer ze ‘ontsnappen’, hun informatie overdragen op in het wild levende soortgenoten. Hierdoor zouden plagen kunnen ontstaan die het evenwicht in het ecosysteem verstoren. Persoon F: Het begint met transgene muizen en het eindigt met transgene mensen. Daarom moeten alle transgene organismen verboden worden.Ook gendoping. De mens is niet iets om genetisch mee te knutselen. Uitvoering: -Verdeel de klas in groepen van ten minste vijf personen. Iemand uit de groep stelt zich op als gespreksleider. De docent geeft iedere gespreksdeelnemer een kaartje met daarop één van de rollen 1 t/m 5 of A t/m F. De gespreksdeelnemers vertellen elkaar hun rol niet. - Iedere deelnemer verdiept zich eerst in de rol. Welke mening heeft deze persoon precies? Welke feiten kun je gebruiken om die mening te onderbouwen? - De gespreksleider opent het gesprek met een stellingname. Hij hoeft zijn standpunt niet te verdedigen. De gespreksdeelnemers vragen het woord en gebruiken de argumenten uit hun rol. Ze kunnen natuurlijk ook zelf argumenten toevoegen. - De groep komt tot een oordeel over de stellingname van de gespreksleider.

► 5.5 Kankeronderzoek Extra opdracht 5.5 Kankercode Lees de Europese kankercode. Lees daarna de stukjes A t/m H. Deze stukjes bevatten de feiten waarop de adviezen in de code zijn gebaseerd. Welk feit hoort bij welk advies?

Europese Kankercode Sommige vormen van kanker kunnen worden voorkomen. 1 Rook niet. Rook je nog, stop dan zo snel mogelijk en rook zeker niet in aanwezigheid van anderen. 2 Wees matig met alcohol. 3 Pas op met te veel zonlicht op de huid. 4 Houd je aan de veiligheidsvoorschriften, wanneer je op je werk te maken hebt met stoffen die kanker zouden kunnen veroorzaken. 5 Eet veel fruit, groenten en (graan)producten die rijk zijn aan voedingsvezels (zoals bruinbrood en zilvervliesrijst). 6 Zorg dat je niet te zwaar wordt en eet niet te vet. A Vetrijke voeding verhoogt de kans op dikke darmkanker. Voor de vertering van vet is galzuur nodig. Veel vet betekent veel galzuur en dat kan ontstaan van kanker in de darmwand bevorderen. B Voedingsvezels prikkelen de darmwand om de ontlasting sneller af te voeren. Als ontlasting te lang in de darm blijft, kunnen afvalstoffen kanker van de darmwand bevorderen. C Overmatig alcoholgebruik (meer dan drie glazen per dag) verhoogt de kans op kanker van keel, mond, slokdarm en lever. D Er zijn aanwijzingen dat bepaalde vitaminen het ontstaan van long- en blaaskanker kunnen remmen. Dit wil echter niet zeggen dat het slikken van vitaminen de risico's van roken vermindert. E Borstkanker en baarmoederkanker komen meer voor bij vrouwen die te zwaar zijn dan bij vrouwen met een normaal lichaamsgewicht. F Het risico op huidkanker neemt toe naarmate iemand meer aan ultraviolette straling heeft blootgestaan. G Producten als asbest, benzeen, vinylchloride en steenkoolteer kunnen al bij zeer kleine hoeveelheden een risico voor de gezondheid vormen. Het effect van de stoffen is niet direct merkbaar. Het kan jaren duren voordat, als gevolg van blootstelling aan de stof, kanker optreedt. H Roken verhoogt de kans op longkanker.

► 6.1 Inleiding Extra opdracht 6.1 Sikkelcelanemie Bekijk van de video ‘Mens en lichaam’ (bovenbouw) het onderdeel ‘Bloed’, of zoek de gegevens op in een medische encyclopedie. Beschrijf wat sikkelcelanemie is en welke verschijnselen iemand heeft die aan deze ziekte lijdt.

Extra opdracht 6.2 Op zoek naar een rode draad Bekijk de videoband over mijlpalen in de natuurwetenschap, deel 2: ‘Mendel’ (NOT/Teleac, 1997). Noteer de namen van de onderzoekers die in de video voorkomen en schrijf erbij welke vooruitgang door hen in de erfelijkheidsleer werd geboekt. Maak een tijdbalk en zet de namen van de onderzoekers ernaast. Geef op de tijdbalk ook de laatste drie eeuwwisselingen weer. Vermeld de tijdstippen van de Eerste en Tweede Wereldoorlog.

► 6.2 Veredelen en fokken Extra opdracht 6.3 Genenbanken Om erfelijke verscheidenheid te behouden, zijn er natuurlijke en kunstmatige Genenbanken ingericht. Natuurlijke genenbanken zijn wildparken, reservaten en dergelijke waar de wilde verwanten van onze cultuurplanten groeien. Een kunstmatige genenbank bestaat uít laboratoria, opslagruimtes, kassen en tuinen. Er worden zaden in koelcellen of diepvriesruimtes opgeslagen, maar er worden bijvoorbeeld ook de verschillende rassen van de wijnstok in een wijngaard bewaard. In genenbanken probeert men dus het erfelijk materiaal van allerlei wilde en verdwijnende soorten te bewaren, waardoor het beschikbaar blijft om verder mee te kruisen. ln de praktijk blíjkt echter dat er niet genoeg plaats is in die genenbanken, zodat het er dikwíjls op neer komt dat alleen die soorten daar worden bewaard waarvan men vermoedt dat ze ooit nog eens geld zullen gaan opbrengen. Genenbanken hebben nog een andere beperking. De planten die er worden bewaard, Leven niet meer in hun natuurlijke milieu en zullen zich dus ook niet meer aanpassen aan nieuwe omstandigheden zoals een veranderend klimaat of nieuwe ziektes. Sombere voorspellingen geven aan dat er al binnen vijftig jaar niet meer in de natuur naar nieuw uitgangsmateriaal zal kunnen worden gezocht. We zullen het dan uitsluitend van de genenbanken moeten hebben. Zal dat genoeg zijn? Lees het artikel over genenbanken. Bekijk eventueel de video over Genenbanken (Bron: Biobits-bovenbouw nr.16). 1 2

Noem twee beperkingen van genenbanken. Wat wordt bedoeld met de vraag: ‘Zal dat genoeg zijn?’

► 6.7 Stamboomonderzoek Extra opdracht 6.4 Van koninklijken bloede

In de afbeelding zie je een stamboom waarin afstammelingen van koningin Victoria zijn weergegeven. Onder die afstammelingen kwam opvallend vaak bloederziekte voor. In de generaties voor koningin Victoria kwam de ziekte niet voor. Waarschijnlijk is zij draagster geweest van het recessieve allel voor bloederziekte (hemofilie). Omdat het allel op het X-chromosoom ligt, kwam de ziekte aan het licht bij mannelijke nakomelingen, van wie de zoon van de Russische tsaar Nicolaas II, Alexis, de bekendste was. 1 2 3

Leg uit welk genotype wat betreft bloederziekte koningin Victoria, tsarina Alice en Alexis hebben. Leg uit hoe vaak het allel van Victoria leidde tot bloederziekte in de volgende generaties. Hoe zou het komen dat dit aantal zo groot is?

► 7.2. De geschiedenis van het leven op aarde Extra opdracht 7.1 Tijdlijn Het maken van een tijdlijn (rol papier) van de geschiedenis van ons heelal, het zonnestelsel, de aarde en het leven daarop maakt het onvoorstelbare enigszins voorstelbaar. Geschiedenis van het leven op aarde Jaren geleden 3,8 miljard 3,2 miljard 1,2 miljard 550 miljoen 500 miljoen 440 miljoen 400 miljoen 350 miljoen 285 miljoen 245 miljoen 205 miljoen 150 miljoen 140 miljoen 65 miljoen 35 miljoen 25 miljoen 2 miljoen 20.000 jaren 1969

Gebeurtenis Oudst bekende fossielen (eencelligen) Eerste algen Eerste dierlijke fossielen (kwallen) Cambrium: met veel fossielen van eenvoudige dieren Ordovicium: met eerste gewervelde dieren (vissen) Siluur: met de eerste landplanten, inktvissen en slakken Devoon: met de eerste amfibieën en insecten Carboon: steenkoolafzettingen in Zuid-Limburg, geleedpotigen op het land, eerste reptielen Perm: met afzetting van steenzout in Twente, uitbreiding van de reptielen Trias: de eerste dinosauriërs (fossielen in de steengroeves van Winterswijk) Jura: de eerste zoogdieren en vlinders De eerste vogels Krijt: zee-egels in de kalk van Maastricht, bloemplanten volop aanwezig Paleoceen: de eerste mensapen Oligoceen: de eerste olifanten Mioceen: binnenzee in Winterswijk met veel schelpfossielen Er zwemmen haaien in Twente, sterke ontwikkeling knaagdieren de eerste mensachtigen in Afrika de ijstijden de eerste mens op de maan

De aarde en het leven op aarde zijn al heel erg oud. Vooral wanneer je gaat denken in miljoenen en miljarden jaren is het moeilijk om je daarbij iets voor te stellen. De volgende opdracht kan daarbij helpen. In voorgaande tabel vind je de geschiedenis van het leven op aarde weergegeven. Je kunt de tijdstippen ook op een andere manier duidelijk maken. Gebruik een rol van een telmachine of een rol stevig toiletpapier. Neem voor elke periode van één miljard jaar een strook van één meter papier. Je kunt nu uitrekenen hoe lang de strook voor één miljoen jaar wordt. Zet de gebeurtenissen uit de tabel op de totale strook papier en vergelijk je resultaat met dat van de andere leerlingen. Je kunt de strook verfraaien met geschikte plaatjes of tekeningen. Bedenk hoe je ‘de dag van vandaag’ zou moeten aangeven.

► 7.3 De mens Extra opdracht 7.2 Wat handen kunnen

Om de evolutie van de mensachtigen en de mens te bestuderen, wordt vaak een vergelijking gemaakt tussen kenmerken van de mensapen en die van, al dan niet fossiele, mensen. Bij de volgende opdrachten beperken we ons tot het gebruik van gereedschappen. 1 Teken (of fotografeer) de hand van iemand die een aantal voorwerpen vasthoudt. Je kunt daarbij denken aan een hamer (of bijl), een potlood, schroevendraaier of een scheermesje (scalpel). 2 Geef in elk van de gevallen zo goed mogelijk de plaats van de vingers (vingerkootjes) en de duim aan. 3 Teken ook zo natuurgetrouw mogelijk een hand van een geraamte. Geef namen aan de onderdelen die je tekent. 4 Bestudeer de tekeningen van de drie handen. Noteer de overeenkomsten en de verschillen. Leg uit in hoeverre de hand van een chimpansee en een ‘vroege voorouder van de mens’ in staat zijn om elk van de door jou onderzochte voorwerpen vast te houden.

► 7.5 Natuurlijke selectie Extra opdracht 7.3 Natuurlijke selectie, een spel Je kunt de natuurlijke selectie nabootsen in een spel. De leerlingen zijn de roofdieren (predatoren) en de gekleurde rondjes zijn de prooien. Het jachtgebied is een kleed. Benodigdheden (voor zes personen): stukken stof met een erg kleurrijk patroon van twee bij twee meter (bloemen, vlekken), stukjes confetti (of perforatorrondjes) van verschillende kleuren (van elke kleur ongeveer 100); een bekerglas of koffiebekertje; een serie kleurpotloden in de zelfde kleuren als de confettirondjes; grafiekpapier. Het spel 1 Leg het stuk stof op een tafel (als een soort ‘omgeving’) en noteer de kleuren van de rondjes (in het doosje). 2 Benoem een lid van het team als bewaker van de dozen met rondjes. De bewaker vult het bekerglas of koffiebekertje met ongeveer 96 rondjes. Van elke kleur evenveel! De bewaker moet bijhouden hoe vaak elke predator een prooi pakt en hoeveel prooien er over blijven. 3 Alle spelers draaien hun rug naar de tafel zodat ze niet zien hoe de bewaarder de rondjes over het kleed verspreidt.

4 Pak per persoon een rondje van het kleed. Je mag niet voelen waar iets ligt, je mag alleen je ogen gebruiken. Houd de rondjes bij je en ga net zo lang door (om de beurt) tot er ongeveer 75 rondjes gepakt zijn (dat zijn er gemiddeld 15 per persoon). 5 Schud de ‘overlevenden’ van het kleed. Tel ze en noteer hun kleuren. 6 Elke overlevende krijgt drie nakomelingen! Doe die erbij uit het doosje. Je hebt dan weer honderd rondjes! 7 Meng de overlevenden met hun nakomelingen opnieuw in het bekerglas of koffiebekertje en begin het spel weer vanaf punt 3. 8 Maak nu nog vier selectierondjes. Verwerking – Maak een staafdiagram van elke generatie. Gebruik zoveel mogelijk kleurpotloden van een zelfde kleur als de rondjes. – Analyseer het verloop van het spel en leg verbanden met de theorie uit het informatieboek. Variaties op het thema Je kunt dit spel uitbreiden. Maak zelf materiaal om antwoord te krijgen op een van de volgende vragen. – Wat is het effect van een verandering van de ‘omgeving’? – Wat is het effect van nieuwkomers met een andere kleur? – Wat is het effect van een veranderende kleurenonderscheiding van de predatoren? Tip: Maak brillen van gekleurd en ongekleurd cellofaan. Wat gebeurt er wanneer je afspreekt dat de rondjes bloemen zijn die worden bestoven? Alleen de eerste 25 rondjes die gepakt worden krijgen nakomelingen (aanvullen tot de beginsituatie). De rest moet van tafel.

Extra opdracht 7.4 Competitie tussen soorten Twee eenvoudig te kweken plantjes zijn mosterd en tuinkers. Onderzoek of er sprake is van competitie tussen deze twee plantjes. Maak een proefopzet en stel hypotheses op over de uitkomst. Gebruik steriel compost om in te zaaien. Houd er rekening mee dat je ongeveer na vijf weken kunt oogsten. Een tweede groep kan onderzoeken of de competitie wordt beïnvloed door populatiedichtheid. Een derde groep onderzoekt of de uitkomsten van het onderzoek anders zijn als de zaden niet tegelijk, maar vier dagen na elkaar worden gezaaid. Ondertussen kun je nog wat kleine experimenten doen om verklaringen voor je resultaten te geven: a Welk zaad heeft de grootste energiereserve? b

Welk zaad ontkiemt het snelst?

► 7.7 Evolutie in het groot Extra opdracht 7.5 Onze antipoden

In de afbeelding zie je een aantal dieren uit Europa en uit Australië. Hun ontwikkeling is een mooi voorbeeld van convergente evolutie. 1 Maak een lijstje waarbij je de dieren uit beide werelddelen twee aan twee bij elkaar zet. 2 Noteer welk kenmerk het verschil uitmaakt tussen de Europese dieren en die uit Australië.

► 7.10 Specifieke afweer Extra opdracht 7.6 Het afweerspel Laat de leerlingen de afweer naspelen. Gebruik hiervoor de afbeeldingen 7.42 t/m 7.44 uit het informatieboek. De rollen zijn: - antigeen - macrofaag - antigene determinant - T-cel (3x) - helper T-cel - cytotoxische T-Cel - geheugen T-cel - B-cel (2x) - plasmacel - B-geheugencel - antistof

► 7.11 Lichaamseigen en lichaamsvreemd Extra opdracht 7.7 Orgaandonaties 1 Zoek op internet naar een kopie van het donorregistratieformulier. Vul het formulier in als je dat nog niet gedaan hebt. Noteer welke vragen je lastig vindt. 2 Ga met elkaar na welke leerlingen al of niet een donorregistratieformulier hebben ingevuld. 3 Maak een overzichtje van de redenen die iedereen opgeeft om wel of niet een formulier in te vullen. 4 Maak een overzichtje van de vijf het meest voor transplantatie nodige organen en zoek uit hoeveel patiënten er op dat betreffende orgaan wachten. In de discussie over het doneren van organen speelt ook het verschijnsel ‘hersendood zijn’. 5 Zoek uit wat men daar onder verstaat en leg uit waarom het zo belangrijk is dat hart en longen nog zo lang mogelijk werken voordat men met een orgaanuitneming begint. 6 Leg uit waarom het toestemmen in donatie van de organen van een hersendode patiënt voor de familie erg moeilijk kan zijn.

► 7.12 Immunisatie Extra opdracht 7.8 Nieuwe kinkhoest schakelt vaccin uit Nieuwe kinkhoest schakelt vaccin uit Recente varianten van de kinkhoestbacterie blijken de oorzaak van de sterke toename van deze ziekte. Aanpassíng van het oude vaccin is de beste remedie. Vanaf maart krijgen de Nederlandse zuigelingen de eerste DKTP-prik van het Rijksvaccinatieprogrammna niet langer in hun derde levensmaand maar al in hun tweede maand. Reden is de wenselijkheid dat de jonge kinderen zo snel mogelijk immuniteit opbouwen tegen met name kinkhoest. Dat is een niet ongevaarlijke luchtweginfectie die kort geleden nog epidemische vormen kon aannemen in Nederland. Vanaf juli 1996 tot januarí 1997 steeg het aantal aangiften van kinkhoest bij de Inspectie voor de Gezondheidszorg explosief. Werden over heel 1995 319 gevallen gemeld, over 1996 steeg dat naar 2771, ruim achtenhalf maal zoveel. 1997 werd een piekjaar Met 3947 aangiften van kinkhoest. Vorig jaar liep het aantal infecties terug naar 2252, nog steeds aanzienlijk meer dan in een ‘gewoon’ jaar. Opvallend was dat de meeste infecties zich voordeden bij jonge kinderen die volledig - dat wil zeggen: vier maal in het eerste levensjaar tegen kinkhoest waren ingeënt. Dat maakte de Nederlandse infectieziektebestrijders zenuwachtig. Koortsachtig werd Gezocht naar een verklaring. Waren de huisartsen door de epidemie alerter geworden op kinkhoest en meldden ze de gevallen vaker dan voorheen bij de inspectie? Was de kinkhoestbacterie agressiever geworden? Was het gebruikte kinkhoestvaccin misschien niet sterk genoeg? Of circuleert er een ander type bacterie, waar het vaccin minder greep op heeft? Dat laatste blijkt het geval te zijn, aldus dr. Frits Mooi van het Laboratorium voor Infectieziekten onderzoek van het Rijksinstituut voor Volksgezondheid en Milieu (RIVM) in Bilthoven, dat ook het DKTP-vaccin maakt. Onderzoek heeft aangetoond dat een van de eiwitten op het oppervlak van de bacterie, pertactine, dat zorgt voor de aanhechting van de bacterie aan het slijmvlies in de luchtwegen, van karakter is veranderd. Het kinkhoestvaccin dat sinds de jaren vijftig wordt bereid uit twee specifieke stammen van de kinkhoestbacterie past daarom niet meer goed bij de bacterie die tegenwoordig onder de Nederlandse bevolking circuleert. Dat kan verklaren waarom kinderen die wél Gevaccineerd zijn, toch kinkhoest kunnen krijgen, stelde Mooi begin deze week op een wetenschappelijke vergadering bij het RIVM.

In het gen van de kinkhoestbacterie dat de code bevat voor de aanmaak van het ziekmakende pertactine-eiwit zijn de afgelopen jaren natuurlijke variaties ontdekt, die maken dat er drie vormen van het eiwit bestaan, pertactine 1 (P1), P2 en P3. De bacterie stammen die worden gebruikt bij de vaccinbereiding bevatten alleen het P1-eiwit, maar de bacteriën die nu de ronde doen, bevatten P2 en P3. Deze varianten hebben vanaf het begin van de jaren tachtig de oude P1-bacterie gaandeweg verdrongen, aldus Mooi. Het kinkhoestvaccin dat in Nederland wordt gebruikt, zal aan deze verandering moeten worden aangepast. Of misschien moet het wel helemaal worden vervangen door modernere vaccins die niet zoals het oude uitgaan van de gehele, gedode bacterie, maar gebaseerd zijn op enkele componenten ervan. Zulke zogenoemde a-cellulaire vaccins zijn al ontwikkeld en beproefd. Ze bewerkstelligen over het algemeen een wat krachtiger afweerreactie tegen de kinkhoestbacterie en ze veroorzaken minder bijwerkingen dan het oude vaccin. Maar zo eenvoudig liggen de zaken toch niet, zo bleek deze week bij het RIVM. De a-cellulaire vaccins die nu beschikbaar zijn, zijn evenmin toegesneden op de P2- en de P3-varianten van de kinkhoestbacterie. Misschien veroorzaken ze daarom zelfs een zwakkere afweer tegen de bacterie dan het oude vaccin. Het ‘gehele-cel’vaccin heeft bovendien het voordeel dat het niet alleen bescherming biedt tegen de gewone kinkhoestbacterie Bordetella pertussis, maar ook tegen haar zusje Bordetella parapertussis. Bovendien is het veel goedkoper dan de nieuwere vaccins. Het RIVM kiest er daarom voor, het oude kinkhoestvaccin aan te passen en te verbeteren. De acellulaire vaccins zouden volgens dr. Guy Berbers van het RIVM achter de hand kunnen worden gehouden. Tijdens een volgende kinkhoestepidemie zouden die bij al gevaccineerde kinderen op vierjarige leeftijd de afweer tegen kinkhoest nog eens extra kunnen oppeppen (boosteren) wat nu achterwege wordt gelaten vanwege de bijwerkingen van het ‘gehele-cel’vaccin. Het RIVM heeft deze strategie vorig jaar al gevolgd in een veldproef met 180 vierjarige kinderen uit Apeldoorn. Gerbrand Feenstra, de Volkskrant 20-2-1999 1 2

Lees het artikel en verklaar de titel. a Welke twee mogelijkheden heeft men om het probleem op te lossen? b Leg uit welke mogelijkheid het beste lijkt.

► 8.7 Aërobe en anaërobe dissimilatie Extra opdracht 8.1 Zelf yoghurt maken Yoghurt maken is niet moeilijk, maar je moet wel zeer hygiënisch werken. Materiaal: - pan - lepel - melk - thermometer - beetje yoghurt - hooikist of broedstoof, eventueel een dikke deken (slaapzak) Uitvoering: - Maak een pan, een lepel en een thermometer goed schoon (gebruik eventueel alleen heel warm sodawater) en spoel de voorwerpen vervolgens goed na met kokend water. Doe een liter gepasteuriseerde melk in de pan en verwarm de melk tot 45 °C. - Voeg twee eetlepels yoghurt toe en roer goed. - Doe het deksel op de pan en zet de pan weg op een warme plaats. De temperatuur mag niet beneden 30 °C dalen. Gebruik eventueel een deken of slaapzak. - Afhankelijk van de temperatuur is de yoghurt na 8 tot 12 uur klaar. Bewaar de yoghurt in de koelkast. Als je precies wilt weten wat er in de melk gebeurt, kun je de verzuring meten met IpCoach. Vraag je docent om een werkblad. 1 Op welke manier komen de bacteriën in yoghurt aan hun energie? 2 Waarom is het voor het proces belangrijk dat de temperatuur niet beneden de 30 °C daalt? 3 Blijkbaar is het niet nodig de yoghurtbacteriën van zuurstof te voorzien. Zoek in paragraaf 8.7 op hoe dat komt. 4 Bestudeer de etiketten van een aantal verschillende soorten yoghurt. Noteer de namen van de organismen die de yoghurt maken.

► 8.9

Hoeveel mensen kan de aarde voeden?

Extra opdracht 8.2 Vleeseter of vegetariër? We bekijken een eenvoudige voedselketen in een ecosysteem: Zeewier → garnaal → haring → kabeljauw → mens Als een mens van kabeljauw alleen zou leven, zou hij er elke week twee moeten eten. Elke kabeljauw zou drie haringen per dag moeten eten. Elke haring zou dertig garnalen per dag moeten eten. Elke garnaal heeft elke dag vijf gram zeewier nodig. 1 2 3 4 5

Hoeveel kabeljauwen zijn er per jaar nodig om een mens te voeden? Hoeveel haringen zijn er per jaar nodig om deze kabeljauwen te voeden? Hoeveel garnalen zijn er per jaar nodig om deze haringen te voeden? Hoeveel kg zeewier is er nodig om deze garnalen te voeden? Maak van de getallen een piramide.

Van de enorme hoeveelheid zeewier kan dus maar één mens leven. Als we de voedselketen verkorten, wordt het echter anders. 6 Als mensen in plaats van kabeljauwen garnalen zouden eten, hebben ze er ... tot hun beschikking. Hoeveel mensen kunnen er nu aan de top van de piramide staan denk je? 7 De mensen gaan in plaats van garnalen zeewier eten. Kunnen er nu meer mensen van leven? 8 De conclusie is dat hoe korter/langer de voedselketen, hoe meer/minder energie er verloren gaat en hoe meer/minder organismen er aan de top van de piramide kunnen staan.

► 8.10 Verstoord evenwicht in de koolstofkringloop: broeikaseffect Extra opdracht 8.3 Hoeveel bomen per auto? Een gemiddeld bos groeit met een snelheid van 8 m3 stamhout per hectare per jaar. (Stamhout is de grootste biomassacomponent, dus voor het gemak rekenen we de takken even niet mee.) Dat komt overeen met vier ton droge stof en dat bestaat ongeveer voor de helft uit koolstofatomen. Een gemiddeld bos legt dus twee ton koolstof per hectare vast. 1 Welke gegevens heb je nodig om deze berekening te controleren? We gaan even uit van een middenklasse auto die 15.000 km per jaar rijdt, met een verbruik van 1:10 (1 liter brandstof voor 10 km). 2 Hoeveel brandstof verbruikt deze auto per jaar? 3 Het koolstofgehalte van benzine is 84 %. Hoeveel koolstof stoot deze auto dus per jaar uit? 4 Hoeveel bos moet je dus aanplanten om die koolstof weer te binden? 5 In Nederland rijden zes miljoen auto’s. Hoeveel hectare bos is dat? En in km2? 6 Levert dat in Nederland een oplossing? 7 En in Europa? (Gegevens uit Opgewarmd Nederland, Rolf Roos e.a.)

► 8.12 Verstoord evenwicht in de stikstofkringloop Extra opdracht 8.4 Stikstofbalans In de tabel zie je de stikstofbalans van een gemiddeld melkveebedrijf uit 1993 in kg/hectare per jaar.

Aanvoer: dierlijke producten voer kunstmest organische mest overige totaal aanvoer

5 168 257 18 55 503

Afvoer: plantaardige producten/melk dieren zuivel organische mest overige totaal afvoer

3 29 62 11 5 110

1

a Hoe groot is het stikstofoverschot op het bedrijf? b Waar komt deze stikstof terecht? c Een deel van het overschot wordt door bacteriën omgezet. Men heeft berekend dat een overschot van 130 tot 160 kg per hectare per jaar door de natuur kan worden weggewerkt. Kan op dit bedrijf het hele overschot zo verdwijnen? d Boeren die de verliesnorm overschrijden, moeten een heffing betalen. Voor 1998 is de verliesnorm vastgesteld op 300 kg stikstof per hectare grasland. In 2008 moet deze zijn teruggebracht tot 180 kilo. Vanaf 1 januari 2006 is de mineralennorm dan ook veranderd. Boeren van wie het land voor meer dan 70% uit grasland bestaat, mogen tot 250 kilo stikstof per hectare per jaar op hun land brengen. Voor andere boeren geldt de norm 170 kilo stikstof per hectare (zie www.mineralemeststoffen.nl). Wat is jouw mening over een systeem met heffingen? Geef ten minste één argument. e Alleen boeren met meer dan 2,5 grootvee-eenheden per hectare (vanaf 2002 2,0 GVE/hectare) zijn verplicht een mineralenboekhouding te voeren. (1 GVE komt overeen met één melkkoe.) Waarop denk je dat deze grens gebaseerd is?

2 a In de toekomst zullen er duurdere waterzuiveringsinstallaties nodig zijn om goed drinkwater te maken. Hoe komt dat? b Waarschijnlijk zul je dan meer voor je drinkwater moeten betalen. Wat vind je daarvan? c Bedenk een oplossing om drinkwater betaalbaar te houden. Bespreek ook de gevolgen van jouw voorstel.

► 9.6 Abiotische factoren Extra opdracht 9.1 Samenvatting Alle organismen die in een bepaald gebied leven, noemt men een (1).... De organismen leven meestal niet alleen maar in groepen van soortgenoten, (2)... . De grootte van zo’n groep is onder meer te schatten door (3) ... of door (4).... Tussen de niet-levende natuur en organismen bestaan betrekkingen: (5)... relaties. Ook tussen de organismen onderling komt een groot aantal betrekkingen voor. We noemen deze betrekkingen (6)... relaties. Voorbeelden van zulke relaties tussen soorten zijn (7)..., (8)..., (9)..., (10)... en (11).... Biotische relaties binnen een soort zijn bijvoorbeeld (12)..., (13)..., (14)... en (15).... Belangrijke abiotische factoren zijn (16)..., (17)..., (18)..., (19)... en (20).... Wanneer één abiotische factor de ontwikkeling van een organisme onmogelijk maakt, noemt men dat de (21)... factor. De (22)... geven aan wat de uiterste waarden van een abiotische factor zijn voor een organisme om te kunnen overleven. Het geheel van een levensgemeenschap en alle daarbij behorende betrekkingen noemt men een (23)....

► 9.10 Oogsten Extra opdracht 9.2 Palingvangst Lees het artikel: ‘Verbod op palingsvangst grote onzin’.

Vissers willen beperking van massale export glasaal naar China Verbod op palingsvangst grote onzin Zwolle - Een verbod op het vangen van paling in de Nederlandse binnenwateren is volledige onzin. Vissers, kwekers en beroepsorganisaties voelen niets voor het idee van Faunabescherming om de vangst stop te zetten zodat het bestand zich kan herstellen. 'Overdreven en ongenuanceerd, noemt A.J. Leerling van de Combinatie van Beroepsvissers het voorstel. Simpelweg de vangst van paling verbieden lost volgens Leerling niets op. ‘Het kan niet zo zijn dat wij hier de vangst stilleggen en dat andere landen gewoon doorgaan met vangen en het opkopen van glasaal. Het probleem moet internationaal worden aangepakt.' Met name China en Japan zijn volgens de Nederlandse vissers en kwekers verantwoordelijk voor het lage palingbestand. 'Alleen China koopt jaarlijks al 250 ton glasaal op in Zuid-Europa', weet Dolf Gnodde van de Eerste Urker Palingkwekerij. ln heel Europa gebruiken de kwekers nog geen 50 ton per jaar. Er blijft dus maar weinig glasaal over die kan uitgroeien tot volwassen paling.'

Paaien In Nederland is de laatste jaren te weinig glasaal - jonge paling - die kan groeien en later terug kan zwemmen naar de oceaan om daar te paaien. Daarover zijn alle partijen het wel eens. Een verbod op het vangen van paling in bijvoorbeeld het IJsselmeer zal weinig oplossen menen de deskundigen. Het bestand aan glasaal is gewoon te klein. En dat komt weer doordat de glasaal zo massaal wordt opgekocht door China en Japan. Een ander probleem is dat de jonge paling moeite heeft de binnenwateren te bereiken. Door de vele sluizen in rivieren en kanalen blijft de paling halverwege steken. 'Het aanleggen van vistrappen is een mogelijke oplossing. Dat blijkt heel goed te werken', meent A.J. Leerling van de Combinatie van Beroepsvissers. Fuiken ‘Maar ook de Nederlandse vissers zijn deels verantwoordelijk’, meent Gnobbe. ‘Veel volwassen paling die op weg is naar de oceaan om te paaien, wordt bij de Afsluitdijk weggevangen. Daar staan enorme fuiken waar de vissen massaal inzwemmen. Daarnaast moet de minimummaat voor gevangen paling omhoog. Vooral op het IJsselmeer wordt te veel kleine paling gevangen.' De gevolgen voor de beroepsvissers van het lage bestand lopen erg uiteen. ‘De situatie is per regio verschillend’, zegt waarnemend directeur P. Hagel van het Rijksinstituut voor Visserijonderzoek. 'We horen dat het bestand in sommige binnenwateren vrij redelijk is. Palingvissers in de Biesbosch kunnen zich nog heel behoorlijk redden. Op het Zwarte Water schijnt de situatie ook niet zo alarmerend te zijn. ‘Visserijbedrijf Hoekman in Genemuiden heeft tot dusver ook geen klagen, meent mevrouw W. Hoekman. 'Het valt hier allemaal wel mee. Er schijnt nog genoeg paling te zijn. Maar wij zijn ook niet helemaal afhankelijk van de paling. In de winter vangen we vooral blei en brasem die wordt geëxporteerd naar België.' Aanvoer Vissers die in een slecht gebied zitten en alleen een visrecht voor paling hebben, komen volgens Hagel wel in de problemen. Ook de kwekers zullen op termijn te maken krijgen met een verminderde aanvoer van glasaal. Voor het kweken van paling zijn ze aangewezen op de jonge paling die met name in de Zuid-Europese wateren zwemt, maar op grote schaal wordt geëxporteerd. De consument merkt vooralsnog niet zoveel. De palingfilet die vooral in de supermarkten ligt, is afkomstig van de kwekerijen die nog enige tijd vooruit kunnen. Alleen de gerookte en 'wilde' paling zal verder in prijs stijgen. Bron: Zwolse Courant 10-04-1999 1 2 3 4 5 6 7

8

Verklaar de titel van het artikel. Geef ook jouw mening hierover. Zoek informatie over de levenscyclus van de paling. Leg ook de subkop ‘Vissers willen beperking van massale export glasaal naar China’ uit. Wat stelt de Combinatie van Beroepsvissers nog meer voor? Waar komt de paling uit de supermarkt vandaan? Is dit ook een oplossing voor het probleem van overbevissing? a In visserijkringen spreekt men van een ‘paaibestand’. Wat bedoelt men daarmee? b Leg uit waarom de situatie kritiek wordt bij een te klein paaibestand. Jaarlijks wordt internationaal per vissoort en per gebied vastgesteld hoeveel vis gevangen mag worden (Total Allowable Catch = TAC). Aan de hand daarvan worden per land (volgens een verdeelsleutel) de quota vastgesteld. a Waarom doet men dat? b De TAC wordt niet alleen bepaald door de grootte van de populatie maar ook door de samenstelling. Welke gegevens zijn erg belangrijk? Vissers vinden de quotaregelingen natuurlijk erg vervelend. Om het probleem wat te spreiden, werken ze samen in groepen die in grootte variëren van 15 tot 100 vissers. De individuele quota worden op 1 januari ingebracht en er wordt een visplan opgesteld. Noem een paar voordelen van dit systeem.

Antwoorden Extra opdrachten Extra opdracht 2.1 Versieren Bespreek je antwoord met klasgenoten en/of docent.

Extra opdracht 2.2 Verschillen tussen mannen en vrouwen 1

mannen vrouwen Baardgroei Ontwikkeling borsten Lichaamsbeharing, okselhaar Alleen okselhaar Bredere schouders Bredere heupen Meer spiergroei Meer onderhuids vet (heupen, borsten) Groei strottenhoofd (lagere stem) Denk aan verschillen in kleding, haardracht, gedrag dat geaccepteerd wordt. Mannenberoepen, zoals piloot, boer, loodgieter, vrachtwagenchauffeur Vrouwenberoepen, zoals verpleegster, onderwijzeres, vroedvrouw, secretaresse. Bespreek je mening met klasgenoten.

2 3a b

Extra opdracht 2.3 Hormonen regelen de menstruatiecyclus Bespreek je antwoord met je docent.

Extra opdracht 3.1 Waardoor is rode kool rood? Bespreek je antwoord met klasgenoten en/of docent. Voor de docent: rode kool is rood door de rode kleurstof (anthocyaan) in de vacuole. Hebben de leerlingen ook de bladgroenkorrels gezien? Als aanvulling zouden de leerlingen een zoutoplossing kunnen doorzuigen, zodat plasmolyse ontstaat.

Extra opdracht 3.2 Isoleren van DNA uit plantenweefsel 1 2

In de celkernen - cellen kapot maken door fijn te raspen - kernmembraan (een vetachtige stof) met afwasmiddel stuk maken - DNA los maken van de kerneiwitten (daarbij helpt het zout) - Enzymen die DNA kunnen afbreken onschadelijk maken (verwarming), zonder DNA zelf te beschadigen (dus snel weer afkoelen) - resten van cellen verwijderen (door filtreren) - alcohol er op gieten omdat DNA in de alcohol draderig wordt.

Extra opdracht 3.3 Ken je bronnen 1

2

a. b c

24 atomen 3 (nl C, H en O) De molecuulmassa is 6 x 14 (atoommassa C) + 12 x 1 (atoommassa H) + 6 x 16 (atoommassa O) =192 u maltose: 2 x glucose sacharose: glucose + fructose lactose: glucose + galactose Beide stoffen bestaan uit onvertakte glucoseketens, alleen de vorm van de glucosemoleculen

a b c 3 a verschilt iets. b Glycogeen heeft sterk vertakte ketens, cellulose onvertakte, de vorm van de glucose moleculen verschilt ook iets

4 5

6

a 51 aminozuren b er is 1 aminozuur verschil: bij mensen vind je threonine, bij varkens alanine a dieetmargarine bevat (meervoudig) onverzadigde vetzuren b de verzadigde vetzuren uit de margarine zijn bij kamertemperatuur vast, de onverzadigde vetzuren zijn bij kamertemperatuur vloeibaar, zij houden de dieetmargarine smeuïg c in halvarine zit minder vet dan in margarine a de basisstructuur is altijd gelijk b de restgroep is bij elk aminozuur anders c Voor nucleïnezuren, geldt dat de basis gelijk is (suiker + fosfaat) en 1 deel verschillend (stikstofbase). Polysachariden zijn meestal een lange keten van dezelfde monosachariden. Vetten hebben een vaste basis (glycerol) met daaraan verschillende vetzuren.

Extra opdracht 3.4 Modellen maken Bespreek je werkwijze en je model met klasgenoten en/of docent. Voor de docent: zie http://wetche.cmbi.ru.nl/vwo/cdrom05/jmol/models/ Ook via de volgende link zijn modellen te bekijken. Je moet er iets meer voor downloaden: http://www.slo.nl/themas/00051/Map8/Map1/Map1/

Extra opdracht 4.1 Nabootsen van de werkelijkheid 1 2 3

6 Zoek er een afsluitstrip bij, merk deze met dezelfde kleur en draai de 2 identieke chromaïden in het centromeer aan elkaar. Ja dat kan, je begint ook met 12 strips.

Extra opdracht 5.2 Gentherapie 1 Gentherapie is het genezen van een erfelijke ziekte, door ‘gezond’ gen in een cel te brengen ter vervanging van een niet goed functionerend gen. 2 Bij de behandeling van kankerpatiënten die een chemokuur krijgen 3 De chemokuur zorgt dat de celdeling van de kankercellen vertraagd wordt. Maar de stof heeft invloed op alle celdelingen in het lichaam. Ook de delingen van de voor de afweer nodige witte bloedcellen is vertraagd. 4 a Het gen zorgt ervoor dat een beenmergstamcel een pomp in het celmembraan inbouwt die het antikankermiddel uit de cel pompt. b 1 op 1000 5a Resusapen zijn verwant aan mensen en reageren mogelijk op dezelfde wijze. b Je moet hier een afweging maken tussen het genezen van mensen en het ‘mishandelen’ van resusapen. 6 Nee, lang niet elke ziekte kan genezen worden en er kan nog heel veel mis gaan 7a Hij stelt dat ziekte natuurlijk is en ingrijpen dus ook. De apen vertonen geen bijverschijnselen. b Bespreek je antwoord met klasgenoten en/of docent 8a Je kent de bijverschijnselen niet, je weet niet welke stoffen de cel precies gaat maken. b Volgens de ervaringen in Amerika niet.

Extra opdracht 5.3 Transgene tomaten 1 transgeen = een organisme met een gen van een ander organisme 2a Afweer tegen schimmelziekte b Bij het selecteren van rassen met een hogere opbrengst of betere smaak is deze eigenschap verloren gegaan. 3a Kruising met wilde planten, die de eigenschap nog wel hebben b Men beschikte niet over goede planten voor deze kruising. 4 In elke cel, in de celkern. 5 Het schakelgen werkt niet, dat staat dus uit. 6 De tabaksplant. 7a Dat is technisch niet uitvoerbaar. b Weefselkweektechniek. 8 Als men erin slaagt de gewenste eigenschap succesvol over te brengen, kan men deze techniek ook bij andere planten toepassen. 9 Nee, er zijn regels waaraan de onderzoekers zich moeten houden.

10

Bespreek je antwoord met klasgenoten en/of docent.

Extra opdracht 5.5 Kankercode 1 bij h, 2 bij c, 3 bij f, 4 bij g, 5 bij b en d, 6 bij a en e

Extra opdracht 6.1 Sikkelcelanemie Bij mensen met sikkelcelanemie is hemoglobine, de rode bloedkleurstof net iets anders dan bij gezonde mensen: hemoglobine S. Hierdoor gaan de afwijkende rode bloedcellen van vorm veranderen zodra ze een bepaalde hoeveelheid zuurstof hebben afgegeven. Ze krijgen dan de vorm van een halve maan (= sikkel). In het bloed van mensen met sikkelcelziekte ziet men dan ook veel sikkelvormige rode cellen: de sikkelcellen. De sikkelcellen worden sneller door het lichaam afgebroken; hierdoor ontstaat er een tekort aan rode bloedcellen: bloedarmoede. De klachten van bloedarmoede zijn: sneller moe, lusteloos, geen puf en oorsuizen. Door de versnelde bloedafbraak komt ook een gele kleurstof vrij (bilirubine), wat een gele verkleuring van huid en ogen geeft. Dit wordt geelzucht genoemd. Patiënten met sikkelcelziekte zijn vatbaarder voor infecties. Bij infecties is deze bloedafbraak extra versneld waardoor een aantal bijkomende verschijnselen ontstaat: plotselinge toename van bleekheid en geelzucht, donkere (op cola lijkende) urine, hartkloppingen en kortademigheid. Deze toestand wordt een anemische (bloedarmoede) crisis genoemd.

Extra opdracht 6.2 Op zoek naar een rode draad 1859 Darwin publiceert ‘The origin of species’. Belang: eigenschappen van soorten staan niet vast maar kunnen veranderen. 1865 Mendel publiceert de wetten van de erfelijkheid. 1869 Miescher ontdekt nucleïnezuren in de kern. 1882 Fleming ontdekt chromatine. 1890 Weismann ontdekt dat stoffen in de kern (chromosomen) iets te maken hebben met erfelijkheid. 1901 Landsteiner ontdekt de verschillende bloedgroepen en dat deze erfelijk bepaald zijn 1910 Morgan doet onderzoek naar fruitvliegjes en ontdekt de ligging van bepaalde eigenschappen op de chromosomen. 1914 tot 1918 Eerste Wereldoorlog 1940 tot 1945 Tweede Wereldoorlog 1953 Watson en Crick ontdekken de bouw van het DNA en daarmee de verklaring van de overdracht van erfelijke eigenschappen via de chromosomen.

Extra opdracht 6.3 Genenbanken 1

2

Niet alle erfelijke varianten kunnen worden bewaard. Organismen passen zich niet meer aan, er ontstaan dus geen nieuwe erfelijke varianten De vraag is of men via genenbanken in staat is om voldoende genetische variatie te behouden.

Extra opdracht 6.4 Van koninklijken bloede Victoria: XBXb Alice: XbXb Alexis: Xb Y 2 10 mannelijke nakomelingen met bloederziekte. 3 Het allel voor bloederziekte is steeds doorgegeven in de vrouwelijke lijn. De vrouwen waren draagster, aan hen was dat niet te merken. 1

Extra opdracht 7.1 Tijdlijn Bespreek je resultaten met klasgenoten en/of docent.

Extra opdracht 7.2 Wat handen kunnen maken Bespreek je resultaten met klasgenoten en/of docent.

Extra opdracht 7.3 Natuurlijke selectie, een spel Bespreek je resultaten en conclusies met klasgenoten en/of docent.

Extra opdracht 7.4 Competitie tussen soorten Bespreek je proefopzet, resultaten, conclusies en verklaringen met klasgenoten en/of docent.

Extra opdracht 7.5 Onze antipoden 1

mol buidelmol wolf Tasmaanse buidelwolf bruine rat buidelrat De Australische dieren hebben een buidel, de Europese niet.

2

Extra opdracht 7.7 Orgaandonaties 5 Men spreekt van hersendood wanneer in een lichaam de hersenen geen elektrische activiteit meer vertonen. Alleen de onwillekeurige processen in het lichaam gaan door, waardoor het hart nog enige tijd kan doorkloppen. Er is geen spontane ademhalingsactiviteit meer. Een (jonge) hersendode is een ideale orgaandonor, omdat de organen bij kloppend hart (en met beademing) in goede toestand blijven tot ze kunnen worden uitgenomen. 6 Iemand die hersendood is, ziet er niet dood uit: het bloed circuleert nog, het hart klopt nog en er is nog (kunstmatig in stand gehouden) ademhaling. Ook is het lichaam nog warm.

Extra opdracht 7.8 Nieuwe kinkhoest schakelt vaccin uit 1

2

Met de titel wordt aangegeven dat de vaccinatie voor kinkhoest niet meer beschermt tegen nieuwe varianten van de kinkhoestbacterie. In feite is de titel onjuist. De nieuwe bacterie schakelt het vaccin niet uit maar de dankzij het vaccin gevormde antistoffen werken niet (afdoende) voor de nieuwe variant van de kinkhoestbacterie A Men kan gebruik maken van cellulaire vaccins, die gericht zijn tegen de hele bacterie of van acellulaire vaccins die gericht zijn tegen één bepaald antigeen van de bacterie (nl. het ziekmakende pertactine-eiwit). B Het RIVM kiest er voor om het oude, cellulaire vaccin aan te passen. Dit beschermt nl. ook tegen andere kinkhoestbacteriën. Omdat cellulaire vaccins gericht zijn tegen meerdere antigenen, bieden ze een bredere bescherming. Nadeel is (zie laatste zin van het artikel) dat het cellulaire vaccin meer bijwerkingen heeft, d.w.z. dat kinderen meer kans lopen om even flink ziek te worden van de vaccinatie. Daarom is niet iedereen het eens met deze keus van het RIVM.

Extra opdracht 8.1 Zelf yoghurt maken 1 2 3 4

De bacteriën gebruiken melksuiker als energiebron. Ze zetten melksuiker om in melkzuur. Dan verloopt de verzuring te langzaam. Andere bacteriën, die niet goed tegen zuur kunnen krijgen dan een kans om zich te ontwikkelen. De omzetting van melksuiker in melkzuur verloopt anaeroob (= zonder zuurstof) Lactobacillus bulgaricus en Streptococcus thermophilus zijn de yoghurtbacteriën. Er zijn nog veel meer soorten bacteriën die aan melkproducten toegevoegd worden en die deze verzuren. Deze producten mogen geen yoghurt genoemd worden.

Extra opdracht 8.2 Vleeseter of vegetariër? 1 2 3 4

2 x 52 = 104 3 x 365 x 104 = 113.880 30 x 365 x 113.880 = 1.246.986.000 gram x 365 x 1.246.986.000 = 2.275.749.450 kilo zeewier

5

1 mens 104 kabeljauwen 113.880 haringen . 1.246.986.000 garnalen 2.275.749.450 kg zeewier

. .

6 1.246.986.000 per jaar, dit is 3.416.400 per dag. Alleen garnalen eten houd je niet lang vol, maar als ieder 1.000 garnalen per dag at, konden er nog meer dan 3.000 mensen van eten. 7 Ja, want in elke trap van de voedselketen gaat energie verloren. Maar dan moet dit zeewier wel geschikt zijn voor mensen om te eten en moeten ze het dus ook goed kunnen verteren. En dat is niet voor elk zeewier het geval. 8 De conclusie is dat hoe korter de voedselketen, hoe minder energie er verloren gaat en hoe meer organismen er aan de top van de piramide kunnen staan.

Extra opdracht 8.3 Hoeveel bomen per auto? Zie ook http://www.treesfortravel.nl/. Hier is een klimaatcalculator te vinden die uitrekent hoeveel bomen geplant moeten worden om de CO2 uitstoot te compenseren. 1 Aantal bomen per hectare, groeisnelheid van een boom, hoeveelheid vastgelegde koolstof per hoeveelheid gevormde biomassa.. Opmerking voor de docent: Trees for travel komt met een hogere waarde omdat zij uitgaan van een jong tropisch bos en alle gevormde biomassa meerekenen. Zij komen op 10 ton per hectare. Volgens Gert Jan Nabuurs van WUR is dat reëel (zie NWT, mei 2007). 2 1.500 l brandstof 3 De dichtheid van benzine is 0,72 kg/l, dus 1500 l = 1080 kg Hiervan is 84% koolstof, dus 918 kg. 4 Een bos legt 2.000 kg per ha vast, dus 0,46 ha (Trees for travel komt op 150 bomen bij 500 bomen per ha = 0,3 ha) 5 0,46 x 6.106 = 2,76.106 ha, 1 km2 = 100 ha, dus 27.600 km2 6 Nee, de oppervlakte van Nederland is 41.526 km2 7 In Europa zou evt. genoeg ruimte zijn om de uitstoot van Nederlandse auto’s te compenseren, maar niet die van alle Europese auto’s.

Extra opdracht 8.4 Stikstofbalans 1a 393 kg per hectare per jaar b In de mest c Nee d Antwoord afhankelijk van de leerling. wel een argument noemen! 2a Nitraat zakt langzaam in de bodem. Daardoor komt er te veel nitraat in het grondwater. Dat is schadelijk voor de gezondheid en moet dus verwijderd worden voor het als drinkwater gebruikt kan worden. b, c Bespreek je antwoord met klasgenoten en/of docent.

Extra opdracht 9.1 Samenvatting 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23

levensgemeenschap populaties steekproeven merken en terugvangen abiotische biotische competitie predatie mutualisme commensalisme parasitisme competitie territoriumgedrag sociale rangorde voortplantingsgedrag licht temperatuur water bodem lucht beperkende tolerantiegrenzen ecosysteem

Extra opdracht 9.2 Palingvangst 1

2 3

4 5

6

7

8

Palingvissers en hun beroepsorganisaties willen niet dat de palingvangst in de Nederlandse wateren beperkt wordt. Zij menen dat het probleem van de afname van het aantal palingen alleen internationaal opgelost kan worden. Hieronder zie je de levenscyclus van de paling schematisch weergegeven (Bron: kennislink). Voor meer details, zie http://www.kennislink.nl/web/show?id=99192 Jonge palingen (glasalen) worden wanneer ze voor de Europese kust aankomen, massaal weggevangen, o.a. voor de export naar China, waar ze in palingkwekerijen worden grootgebracht. Alle weggevangen glasaal kan niet de Europese rivieren optrekken om tot volwassen paling uit te groeien. Het aanleggen van ‘vistrappen’ bij sluizen, zodat de palingen gemakkelijker het zoete water kunnen bereiken. Paling komt tegenwoordig vaak uit palingkwekerijen. Ook in Nederland heb je verschillende palingkwekerijen. In de kwekerijen wordt glasaal opgekweekt tot volwassen paling. Palingkwekerijen moeten wel over voldoende glasaal kunnen beschikken. Hiervoor moeten voldoende volwassen palingen de Saragossozee bereiken om er te kunnen paaien. Het probleem wordt hiermee dus niet opgelost. Voor de palingvissers al helemaal niet, omdat zij hun brood verdienen met het vangen van ‘wilde paling’ in de Nederlandse binnenwateren. A Het aantal volwassen vissen dat de Saragossozee bereikt om er te kunnen paaien (zich voort te planten). B Als er te weinig paairijpe vissen de paaiplaatsen, bereiken zal er te weinig jonge aal komen. A Men probeert op deze manier overbevissing te voorkomen en tegelijkertijd de vissers hun broodwinning te laten. B Vis plant zich pas voort bij een bepaalde leeftijd. Als de vissen te jong worden weggevangen, hebben ze zich niet voortgeplant en zal de populatie steeds kleiner worden. Bovendien zijn jonge vissen klein, ze leveren de vissers dus ook minder geld op. Zo kan in principe het werk (en daarmee ook het inkomen) goed verdeeld worden. Elke visser kan zich bv. richten op een bepaalde soort (of een bepaald gebied) en daardoor efficiënter werken.