'SÏEFSJD7BOEFS$SVZTTFO $ISJTUJOF%JSLTF
%FSWBSP#7#"
© D
er
va ro
BV
BA
*OIPVETUBGFM 7PPSCFFMEQBHJOBT
DVSTVTHFOFFTLVOEFCF
XXX
©
D
er
va
ro
BV
BA
Theorieboek Cursus Ingangsexamen Geneeskunde 2016
© Dervaro BVBA
3
Inhoudstafel Deel I: Biologie ................................................................................................................................... 27
er
va
ro
BV
BA
1. De eukaryote cel ............................................................................................................................. 27 1.1 Lichtmicroscopische en elektronenmicroscopische bouw van cellen .......................................................... 27 1.2 Onderscheid tussen plantaardige en dierlijke cellen............................................................................................ 27 Prokaryoot en eukaryoot ..................................................................................................................................................... 27 Bacteriën .................................................................................................................................................................................... 28 Plantencel en dierlijke cel .................................................................................................................................................... 29 1.3 Functies van celorganellen............................................................................................................................................... 30 Cytosol of de celmatrix .......................................................................................................................................................... 30 De nucleus (kern) .................................................................................................................................................................... 30 Ribosomen ................................................................................................................................................................................. 31 Het endoplasmatisch reticulum, ER ................................................................................................................................. 31 Golgi-apparaat......................................................................................................................................................................... 32 Lysosomen.................................................................................................................................................................................. 32 Vacuolen ..................................................................................................................................................................................... 33 Microbodies ............................................................................................................................................................................... 33 Mitochondria ............................................................................................................................................................................ 34 Chloroplasten............................................................................................................................................................................ 35 Cytoskelet ................................................................................................................................................................................... 36 Extracellulaire structuren ................................................................................................................................................... 37 Overzicht verschil prokaryoten en eukaryoten............................................................................................................ 37 Oefenopgaven organellen .................................................................................................................................................... 38 1.4 Eenheidsmembraan: bouw en transport ................................................................................................................... 41 Bouw van de celmembraan ................................................................................................................................................. 41 Passief transport van stoffen: diffusie ............................................................................................................................. 42 Passief transport van water: osmose ............................................................................................................................... 42 Actief transport van stoffen ................................................................................................................................................ 43 Endocytose en exocytose ...................................................................................................................................................... 43 Oefenopgaven transport en osmose ................................................................................................................................. 43
©
D
2. Stofwisseling en energetische omzettingen ...................................................................................... 45 2.1 Chemische samenstelling van organismen ............................................................................................................... 45 Belang van water en mineralen voor de cel.................................................................................................................. 45 Chemische structuur en belang van sachariden.......................................................................................................... 46 Chemische structuur en belang van lipiden .................................................................................................................. 47 Chemische structuur en belang van proteïnen ............................................................................................................ 50 Chemische structuur en belang van ATP........................................................................................................................ 54 2.2 Energetische omzettingen in een cel .......................................................................................................................... 55 Fotosynthese ............................................................................................................................................................................. 55 Celademhaling ......................................................................................................................................................................... 58 Alcoholische gisting en melkzuurgisting........................................................................................................................ 62 Oefenopgaven stofwisseling en celademhaling ........................................................................................................... 63 2.3 Homeostase & thermoregulatie ..................................................................................................................................... 65 Uitscheiden, opslaan en opnemen ..................................................................................................................................... 65 Aanpassingen............................................................................................................................................................................ 65
© Dervaro BVBA
7
Feedback..................................................................................................................................................................................... 66 Homeostatische functie van bloed en lymfe met inbegrip van hormonale regulatie .................................... 66 Osmoregulatie .......................................................................................................................................................................... 74
BA
3. Afweer ........................................................................................................................................... 76 3.1 Werking van niet-specifieke en specifieke afweer ................................................................................................ 76 Infectie......................................................................................................................................................................................... 76 Niet-specifieke afweer ........................................................................................................................................................... 76 Specifieke afweer..................................................................................................................................................................... 77 Allergie ........................................................................................................................................................................................ 78 Auto-immuunziekten ............................................................................................................................................................. 78 3.2 Toepassingen: vaccinaties, weefseltransplantaties, bloedtransfusies ......................................................... 78 Vaccinatie .................................................................................................................................................................................. 78 Weefseltransplantaties ......................................................................................................................................................... 79 Bloedtransfusies ...................................................................................................................................................................... 81 Oefenopgaven afweer ............................................................................................................................................................ 82
er
va
ro
BV
4. Erfelijke informatie in de cel ............................................................................................................ 84 4.1 Erfelijke informatie in de eukaryote cel ..................................................................................................................... 84 Bouw en eigenschappen van chromosomen en van de nucleïnezuren DNA en RNA. .................................... 84 DNA als codesysteem ............................................................................................................................................................. 91 Mutaties ...................................................................................................................................................................................... 92 Oefenopgave DNA, RNA en mutaties................................................................................................................................ 94 4.2 De delende cel........................................................................................................................................................................ 99 Celdeling bij bacteriën........................................................................................................................................................... 99 Eukaryote celcyclus ................................................................................................................................................................ 99 DNA-replicatie....................................................................................................................................................................... 102 Mitose ....................................................................................................................................................................................... 103 Meiose ....................................................................................................................................................................................... 106 Meiose vs Mitose ................................................................................................................................................................... 110 Oefenopgaven celdeling ..................................................................................................................................................... 112
©
D
5. Voortplanting en ontwikkeling ...................................................................................................... 115 5.1 Bouw en werking geslachtorganen ........................................................................................................................... 115 De vrouw ................................................................................................................................................................................. 115 De man ..................................................................................................................................................................................... 116 Primaire en secundaire geslachtskenmerken ........................................................................................................... 117 5.2 Hormonale regeling ......................................................................................................................................................... 118 Hormonale regeling bij de man ...................................................................................................................................... 118 Hormonale regeling bij de vrouw .................................................................................................................................. 118 Menstruatiecyclus ................................................................................................................................................................ 121 Oefenopgave hormonale regeling en menstruatie .................................................................................................. 123 5.3 Spermatogenese en oögenese...................................................................................................................................... 125 Vorming van de zaadcellen of spermatogenesis ...................................................................................................... 125 Bouw zaadcel......................................................................................................................................................................... 126 Vorming van eicellen of Oögenese ................................................................................................................................. 127 5.4 Bevruchting ......................................................................................................................................................................... 129 5.5 Embryonale ontwikkeling ............................................................................................................................................. 129 Eeneiige tweeling ................................................................................................................................................................. 130 © Dervaro BVBA
8
Twee-eiige tweeling ............................................................................................................................................................ 130 Ontwikkeling Embryo ......................................................................................................................................................... 130 5.6 Placenta: ontstaan en functie ....................................................................................................................................... 133 5.7 Hormonale regeling bij zwangerschap, bevalling en lactatie ......................................................................... 134 Geboorte .................................................................................................................................................................................. 134 Hormonaal: ............................................................................................................................................................................ 134 Lactatie .................................................................................................................................................................................... 134 5.8 Anticonceptie en betrouwbaarheid........................................................................................................................... 135 Oefenopgave embryonale ontwikkeling ...................................................................................................................... 136 Oplossingen ............................................................................................................................................................................ 136
ro
BV
BA
6. Erfelijkheidsleer ............................................................................................................................ 137 6.1 Basisbegrippen................................................................................................................................................................... 137 6.2 Mono- en dihybride kruising........................................................................................................................................ 138 Monohybride kruisingen ................................................................................................................................................... 139 Dihybride kruisingen .......................................................................................................................................................... 141 Polyhybride kruisingen ...................................................................................................................................................... 141 6.3 Gekoppelde genen, overkruising, recombinatie .................................................................................................. 141 Gekoppelde genen ................................................................................................................................................................ 141 Overkruising........................................................................................................................................................................... 142 Recombinatie ......................................................................................................................................................................... 142 6.4 Geslachtsgebonden overerving ................................................................................................................................... 143 6.5 Oefenopgaven genetica................................................................................................................................................... 144
D
er
va
7. Biotechnologie .............................................................................................................................. 148 7.1 Natuurlijke genenoverdracht....................................................................................................................................... 148 7.2 Principe van recombinant DNA-technologie ......................................................................................................... 148 Bacterieel ................................................................................................................................................................................ 148 Via virussen ............................................................................................................................................................................ 148 PCR............................................................................................................................................................................................. 150 Gelelektroforese .................................................................................................................................................................... 152 7.3 Toepassingen van biotechnologie .............................................................................................................................. 152 Genetisch gewijzigde organismen ................................................................................................................................. 152 Klonen....................................................................................................................................................................................... 154 Biotechnologische toepassingen in gezondheidszorg ............................................................................................ 155
©
8. Evolutieleer.............................................................................................................................. 156 8.1 Aanwijzingen voor evolutie .......................................................................................................................................... 156 Fossielen .................................................................................................................................................................................. 156 Rudimentaire organen ....................................................................................................................................................... 156 Een gemeenschappelijk bouwplan ................................................................................................................................ 156 Moleculair niveau ................................................................................................................................................................ 157 Continentendrift ................................................................................................................................................................... 157 8.2 Evolutietheorieën.............................................................................................................................................................. 158 De theorie van Lamarck: Lamarckisme....................................................................................................................... 158 De theorie van Darwin: Darwinisme ............................................................................................................................ 158 Synthetische theorie: neo-darwinisme ......................................................................................................................... 158 8.3 Basisinzichten in het ontstaan van soorten ........................................................................................................... 159 8.4 Evolutie van de mens....................................................................................................................................................... 159 © Dervaro BVBA
9
Deel II: Fysica.................................................................................................................................... 161
D
er
va
ro
BV
BA
1. Elektrostatica................................................................................................................................ 161 1.1 Elektrische lading.............................................................................................................................................................. 161 Twee soorten elektrische lading ..................................................................................................................................... 161 Lading als fysische grootheid .......................................................................................................................................... 162 Wet van behoud van lading.............................................................................................................................................. 162 Lading in materie................................................................................................................................................................. 163 1.2 Lading in geleiders en niet-geleiders........................................................................................................................ 164 Vrije ladingen en geleiders ............................................................................................................................................... 164 De ladingsverdeling op een geleider ............................................................................................................................. 164 Polarisatie van geleiders ................................................................................................................................................... 165 Polarisatie van niet-geleiders.......................................................................................................................................... 166 Elektrisch laden door inductie ........................................................................................................................................ 166 1.3 Elektrische kracht ............................................................................................................................................................. 166 De wet van Coulomb ........................................................................................................................................................... 167 Elektrische kracht op een lading vanwege een dipool (1) .................................................................................... 168 Elektrische kracht op een lading vanwege een dipool (2) .................................................................................... 169 Nog een voorbeeld van het berekenen van totale elektrische kracht .............................................................. 170 1.4 Het elektrische veld.......................................................................................................................................................... 173 Elektrische veldsterkte als fysische grootheid........................................................................................................... 173 Werking van het elektrische veld op een lading ....................................................................................................... 173 Lading als bron van het elektrische veld ..................................................................................................................... 174 Veldlijnen................................................................................................................................................................................. 175 Een homogeen elektrisch veld ......................................................................................................................................... 177 1.5 De elektrische potentiaal ............................................................................................................................................... 177 Elektrische potentiaal als fysische grootheid ............................................................................................................ 177 Equipotentiaaloppervlakken en veldlijnen ................................................................................................................ 178 Elektrische potentiaal en arbeid .................................................................................................................................... 179 Elektrische potentiaal in een homogeen veld ............................................................................................................ 180 Elektrische potentiaal bij een puntlading................................................................................................................... 181 1.6 Oefenopgaven elektrostatica........................................................................................................................................ 184 Opgaven ................................................................................................................................................................................... 184 Antwoorden ............................................................................................................................................................................ 186
©
2. Elektrodynamica ........................................................................................................................... 188 2.1 Elektrische stroom en spanning ................................................................................................................................. 188 Stroomsterkte ........................................................................................................................................................................ 188 Stroomrichting ...................................................................................................................................................................... 188 Elektrische spanning........................................................................................................................................................... 189 Het verband tussen spanning en stroom ..................................................................................................................... 189 De weerstand van een stroomdraad ............................................................................................................................. 190 2.2 Elektrische schakelingen ............................................................................................................................................... 192 Basisprincipes ........................................................................................................................................................................ 192 Serie- en parallelschakelingen ........................................................................................................................................ 192 Stroom- en spanningmeters ............................................................................................................................................. 194 2.3 Het vermogen van een schakeling ............................................................................................................................. 195 Definitie ................................................................................................................................................................................... 195
© Dervaro BVBA
10
Berekening.............................................................................................................................................................................. 195 Kilowattuur als eenheid van elektrische energie ..................................................................................................... 196 Efficiëntie ................................................................................................................................................................................ 196 2.4 De vervangingsweerstand van een schakeling..................................................................................................... 197 Serieschakeling ..................................................................................................................................................................... 197 Parallelschakeling ............................................................................................................................................................... 198 Gemengde schakelingen .................................................................................................................................................... 198 2.5 Oefenopgaven ..................................................................................................................................................................... 202 Opgaven ................................................................................................................................................................................... 202 Antwoorden ............................................................................................................................................................................ 204
©
D
er
va
ro
BV
BA
3. Magnetisme ................................................................................................................................. 205 3.1 Magneten en magnetische velden .............................................................................................................................. 205 Magneten en hun polen ..................................................................................................................................................... 205 Het magnetisch veld van de aarde ................................................................................................................................ 205 Magnetische veldlijnen en veldsterkte ......................................................................................................................... 205 Magnetisering van ferromagnetische stoffen............................................................................................................ 207 3.2 Het magnetische veld rondom een elektrische stroom .................................................................................... 208 Richting van het veld rond een stroomdraad ............................................................................................................ 208 Veldsterkte van het magnetische veld rond een stroomdraad ........................................................................... 208 Het magnetische veld van een cirkelvormige stroomkring .................................................................................. 209 Het magnetische veld van een solenoïde ..................................................................................................................... 211 Magnetische permeabiliteit ............................................................................................................................................. 212 3.3 De magnetische kracht op een elektrische stroom............................................................................................. 212 De kracht op een stroomdragende geleider (kwalitatief) .................................................................................... 212 De kracht op een stroomdragende geleider (kwantitatief) ................................................................................. 213 De kracht tussen twee evenwijdige stroomdragende geleiders ......................................................................... 213 De kracht op een bewegende lading in een magnetisch veld .............................................................................. 214 3.4 Elektromagnetische inductie ....................................................................................................................................... 214 Het verschijnsel van elektromagnetische inductie .................................................................................................. 215 Magnetische flux................................................................................................................................................................... 215 Berekening van de geïnduceerde spanning ............................................................................................................... 216 Richting van de geïnduceerde spanning ..................................................................................................................... 217 Zelfinductie ............................................................................................................................................................................. 218 Een bredere kijk op elektromagnetische inductie ................................................................................................... 219 3.5 Oefenopgaven ..................................................................................................................................................................... 220 Opgaven ................................................................................................................................................................................... 220 Antwoorden ............................................................................................................................................................................ 222 4. Kernfysica ..................................................................................................................................... 224 4.1 Structuur van atoom en kern ....................................................................................................................................... 224 Elektronen, protonen, en neutronen ............................................................................................................................. 224 Getallen die het atoom beschrijven ............................................................................................................................... 224 Isotopen ................................................................................................................................................................................... 225 Kernkrachten en stabiliteit .............................................................................................................................................. 226 Kernenergie ............................................................................................................................................................................ 226 4.2 Radioactief verval ............................................................................................................................................................. 227 Radioactief verval en kernstraling ................................................................................................................................ 227
© Dervaro BVBA
11
Eigenschappen van kernstraling.................................................................................................................................... 227 Vervalmechanismen ............................................................................................................................................................ 228 Halfwaardetijd ...................................................................................................................................................................... 229 Activiteit .................................................................................................................................................................................. 230
va
ro
BV
BA
5. Kinematica ................................................................................................................................... 232 5.1 Algemene definities.......................................................................................................................................................... 232 Beschrijving van tijd ........................................................................................................................................................... 232 Beschrijving van positie ..................................................................................................................................................... 232 Puntmassa .............................................................................................................................................................................. 233 Snelheid.................................................................................................................................................................................... 233 Versnelling .............................................................................................................................................................................. 234 5.2 Rechtlijnige beweging ..................................................................................................................................................... 235 Eenparige rechtlijnige beweging ................................................................................................................................... 235 Eenparig versnelde rechtlijnige beweging ................................................................................................................. 235 Meer formules voor eenparig vesnelde rechtlijnige beweging ........................................................................... 236 5.3 Val- en projectielbeweging............................................................................................................................................ 237 Vrije valbeweging ................................................................................................................................................................ 237 Een opwaarts geworpen projectiel ............................................................................................................................... 237 Een horizontaal geworpen projectiel ........................................................................................................................... 239 Een diagonaal geworpen projectiel .............................................................................................................................. 241 5.4 Cirkelbeweging .................................................................................................................................................................. 242 Componenten van de versnellingsvector ..................................................................................................................... 242 Eenparige cirkelbeweging ................................................................................................................................................ 243 Coördinaten voor cirkelbeweging.................................................................................................................................. 244 Hoekmeting in radialen ..................................................................................................................................................... 244 5.5 Oefenopgaven ..................................................................................................................................................................... 246 Opgaven ................................................................................................................................................................................... 246 Antwoorden ............................................................................................................................................................................ 247
©
D
er
6. Dynamica ..................................................................................................................................... 248 6.1 Krachten ................................................................................................................................................................................ 248 Het begrip van een kracht ................................................................................................................................................ 248 Krachtdiagrammen ............................................................................................................................................................. 248 Resultante kracht ................................................................................................................................................................. 249 Evenwicht................................................................................................................................................................................ 250 6.2 De beginselen van Newton............................................................................................................................................ 251 Het eerste beginsel: traagheid ........................................................................................................................................ 251 Het tweede beginsel: kracht en versnelling................................................................................................................ 251 Het derde beginsel: actie en reactie .............................................................................................................................. 252 6.3 Een lijst van krachten ...................................................................................................................................................... 252 Zwaartekracht in het algemeen ..................................................................................................................................... 253 De zwaartekracht op aarde ............................................................................................................................................. 253 De normaalkracht................................................................................................................................................................ 254 Kinetische wrijvingskracht ............................................................................................................................................... 254 Statische wrijvingskracht ................................................................................................................................................. 255 Luchtweerstand .................................................................................................................................................................... 256 Veerkracht .............................................................................................................................................................................. 257
© Dervaro BVBA
12
er
va
ro
BV
BA
Spankracht ............................................................................................................................................................................. 257 6.4 De centripetaalkracht...................................................................................................................................................... 258 Vergelijking voor de centripetaalkracht ..................................................................................................................... 258 Eenparige cirkelbeweging ................................................................................................................................................ 258 De misverstane centrifugaalkracht............................................................................................................................... 259 6.5 Toepassingen van krachten .......................................................................................................................................... 259 Voorwerp in een versnellende lift .................................................................................................................................. 260 Voorwerp op een helling.................................................................................................................................................... 261 Verbonden voorwerpen ..................................................................................................................................................... 263 Fiets in de bocht .................................................................................................................................................................... 264 Satelliet .................................................................................................................................................................................... 265 6.6 Arbeid..................................................................................................................................................................................... 267 Definitie van arbeid ............................................................................................................................................................. 267 Positieve en negatieve arbeid .......................................................................................................................................... 267 Totale arbeid ......................................................................................................................................................................... 268 Eenvoudige machines ......................................................................................................................................................... 268 Kinetische energie en arbeid............................................................................................................................................ 269 Vermogen ................................................................................................................................................................................ 270 6.7 Behoud van energie.......................................................................................................................................................... 271 Potentiële energie ................................................................................................................................................................ 271 Potentiële energie van de zwaartekracht ................................................................................................................... 271 Potentiële energie van de veerkracht ........................................................................................................................... 272 Behoud van mechanische energie.................................................................................................................................. 272 Niet-conservatieve krachten ............................................................................................................................................ 273 6.8 Toepassingen met energie en arbeid........................................................................................................................ 274 De roetsjbaan......................................................................................................................................................................... 274 Projectielbeweging .............................................................................................................................................................. 276 Satellietbaan en ontsnappingssnelheid ....................................................................................................................... 276 Blok aan een veer ................................................................................................................................................................. 278 6.9 Oefenopgaven ..................................................................................................................................................................... 280 Opgaven ................................................................................................................................................................................... 280 Antwoorden ............................................................................................................................................................................ 284
©
D
7. Trillingen en golven ....................................................................................................................... 287 7.1 Harmonische trilling: kinematica............................................................................................................................... 287 Basiseigenschappen ............................................................................................................................................................ 287 Vergelijking met ECB .......................................................................................................................................................... 288 Bewegingsvergelijkingen .................................................................................................................................................. 289 Snelheid en versnelling ...................................................................................................................................................... 290 7.2 Harmonische trilling: dynamica ................................................................................................................................. 291 Terugdrijvende kracht ....................................................................................................................................................... 291 Massa-veer systeem ............................................................................................................................................................. 292 Energie-omzettingen .......................................................................................................................................................... 292 Gedempte trilling ................................................................................................................................................................. 293 De pendule .............................................................................................................................................................................. 293 7.3 Lopende golven .................................................................................................................................................................. 295 Golven in het algemeen ...................................................................................................................................................... 295 Golfsnelheid ............................................................................................................................................................................ 295 © Dervaro BVBA
13
Periodieke golven ................................................................................................................................................................. 296 Bewegingsvergelijking van een harmonische golf .................................................................................................. 297 7.4 Staande golven ................................................................................................................................................................... 299 Superpositie en interferentie ........................................................................................................................................... 299 Oorsprong van staande golven ....................................................................................................................................... 299 Knopen en buiken................................................................................................................................................................. 300 Eigenfrequenties................................................................................................................................................................... 300 7.5 Oefenopgaven ..................................................................................................................................................................... 302 Opgaven ................................................................................................................................................................................... 302 Antwoorden ............................................................................................................................................................................ 304
BV
BA
8. Geluid........................................................................................................................................... 305 8.1 Geluidsgolven ..................................................................................................................................................................... 305 Algemeen ................................................................................................................................................................................. 305 Geluidsgolven in lucht ........................................................................................................................................................ 305 Geluidsnelheid ....................................................................................................................................................................... 305 8.2 Eigenschappen van geluid ............................................................................................................................................. 306 Toonhoogte ............................................................................................................................................................................ 306 Geluidsterkte .......................................................................................................................................................................... 306 Klankkleur .............................................................................................................................................................................. 307
©
D
er
va
ro
9. Licht ............................................................................................................................................. 308 9.1 Elektromagnetische straling ........................................................................................................................................ 308 Elektromagnetische golven .............................................................................................................................................. 308 Het elektromagnetisch spectrum ................................................................................................................................... 308 10.1.3 Zichtbaar licht.......................................................................................................................................................... 309 Interactie van licht met materie..................................................................................................................................... 309 9.2 Fotonen.................................................................................................................................................................................. 310 Kwanta van lichtenergie ................................................................................................................................................... 310 De wet van Planck................................................................................................................................................................ 310 Het foto-elektrisch effect ................................................................................................................................................... 311 9.3 Optica met lichtstralen.................................................................................................................................................... 311 Lichtstralen ............................................................................................................................................................................ 312 Spiegeling ................................................................................................................................................................................ 312 Spiegelbeeld ........................................................................................................................................................................... 312 Breking..................................................................................................................................................................................... 313 Totale spiegeling .................................................................................................................................................................. 314 Kleurschifting ........................................................................................................................................................................ 314 9.4 Lenzen .................................................................................................................................................................................... 315 Soorten lenzen ....................................................................................................................................................................... 315 Brandpunt en sterkte van lens ........................................................................................................................................ 315 Reële beeldvorming door een positieve lens .............................................................................................................. 316 Virtuele beeldvorming door een positieve lens ......................................................................................................... 317 De lenzenvergelijking ......................................................................................................................................................... 317 Laterale vergroting ............................................................................................................................................................. 318 10. Hydrostatica ............................................................................................................................... 320 10.1 Vloeistofdruk .................................................................................................................................................................... 320 Definitie van druk ................................................................................................................................................................ 320 © Dervaro BVBA
14
BA
Hydrostatische druk ............................................................................................................................................................ 321 Het gedrag van een vloeistof ........................................................................................................................................... 322 Luchtdruk................................................................................................................................................................................ 322 10.2 Vloeistof in verbonden vaten .................................................................................................................................... 323 Algemeen ................................................................................................................................................................................. 323 De barometer ......................................................................................................................................................................... 324 Het beginsel van Pascal ..................................................................................................................................................... 325 10.3 Drijfkracht ......................................................................................................................................................................... 326 Algemeen ................................................................................................................................................................................. 326 Het beginsel van Archimedes ........................................................................................................................................... 327 Drijven en zinken.................................................................................................................................................................. 328 10.4 Oefenopgaven .................................................................................................................................................................. 330 Opgaven ................................................................................................................................................................................... 330 Antwoorden ............................................................................................................................................................................ 334
D
er
va
ro
BV
11. Warmteleer ................................................................................................................................ 336 11.1 Temperatuur .................................................................................................................................................................... 336 Basiseigenschappen ............................................................................................................................................................ 336 De thermometer van Celsius ............................................................................................................................................ 336 Absolute temperatuur en de kelvinschaal .................................................................................................................. 336 11.2 Warmte ............................................................................................................................................................................... 337 Het begrip warmte .............................................................................................................................................................. 337 Soortelijke warmtecapaciteit .......................................................................................................................................... 337 Thermisch evenwicht van een mengsel........................................................................................................................ 338 11.3 Faseovergangen .............................................................................................................................................................. 339 Terminologie.......................................................................................................................................................................... 339 Warmte en temperatuur bij een faseovergang ........................................................................................................ 339 11.4 Ideaal gas ........................................................................................................................................................................... 340 Model van een ideaal gas .................................................................................................................................................. 340 De ideale gaswet................................................................................................................................................................... 340 Uitzetting en krimping van gassen................................................................................................................................ 341 Adiabatische uitzetting en krimping ............................................................................................................................ 342 11.5 Oefenopgaven .................................................................................................................................................................. 343 Opgaven ................................................................................................................................................................................... 343 Antwoorden ............................................................................................................................................................................ 347
©
Deel III: Chemie ................................................................................................................................ 349 1. Opbouw van materie .................................................................................................................... 349 1.1 Mengsels, verbindingen, enkelvoudige stoffen, elementen ............................................................................ 349 Mengsel .................................................................................................................................................................................... 349 1.1.2 Homogeen mengsel................................................................................................................................................... 349 1.1.3 Heterogeen mengsel ................................................................................................................................................. 349 1.1.4 Enkelvoudige stoffen ................................................................................................................................................ 349 1.1.5 Samengestelde stoffen ............................................................................................................................................. 350 Elementen ............................................................................................................................................................................... 350 1.2 De atoomtheorie van Dalton en Rutherford-Bohr .............................................................................................. 350 Geschiedenis ........................................................................................................................................................................... 350 Atoommodel ........................................................................................................................................................................... 350 © Dervaro BVBA
15
1.3 Isotopen en hun voorstelling ....................................................................................................................................... 350 Isotopen ................................................................................................................................................................................... 350 Massagetal en atoomnummer......................................................................................................................................... 351 Oefenopgave........................................................................................................................................................................... 351 1.4 Verband tussen gemiddelde relatieve atoommassa en isotopensamenstelling .................................... 351 Voorbeeldopgave.................................................................................................................................................................. 352 1.5 Symbolen, formules en chemische reactievergelijkingen ............................................................................... 353 1.6 Nomenclatuurregels van anorganische chemie ................................................................................................... 353 Voorvoegsels .......................................................................................................................................................................... 353 Verbindingen tussen een metaal en een niet-metalen: .......................................................................................... 353
va
ro
BV
BA
2. Atoomstructuur en periodiek systeem ........................................................................................... 355 2.1 Belangrijkste eigenschappen van de deeltjes waaruit een atoom is opgebouwd ................................. 355 Proton ....................................................................................................................................................................................... 355 Neutron .................................................................................................................................................................................... 355 Elektron ................................................................................................................................................................................... 355 2.2 Model van Sommerveld .................................................................................................................................................. 356 Het model van Bohr............................................................................................................................................................. 356 Model van Sommerveld ...................................................................................................................................................... 356 2.3 Hoofdniveaus, subniveaus, magnetische niveaus en elektronspin.............................................................. 357 Kwantumgetallen ................................................................................................................................................................ 357 2.4 Elektronenconfiguraties van elementen met gegeven atoomnummer...................................................... 361 Voorbeeldopgave.................................................................................................................................................................. 362 Verband tussen elektronenconfiguratie en periodiciteit ........................................................................................ 363 Opbouw .................................................................................................................................................................................... 363 Edelgassen .............................................................................................................................................................................. 364 Metalen, metaal-achtigen en niet-metalen ................................................................................................................ 364
©
D
er
3. Chemische bindingen .................................................................................................................... 365 3.1 Karakteristieken van een ionbinding en covalente binding en meespelende krachten ..................... 365 Ionbinding............................................................................................................................................................................... 365 Covalente binding ................................................................................................................................................................ 366 Intermoleculaire krachten................................................................................................................................................ 366 3.2 Lewisformules .................................................................................................................................................................... 367 Voorbeeldopgave.................................................................................................................................................................. 367 3.3 Ruimtelijke structuur van moleculen ....................................................................................................................... 368 Sterisch getal ......................................................................................................................................................................... 368 Bindingshoek ......................................................................................................................................................................... 368 Bindingslengte ...................................................................................................................................................................... 369 3.4 en -bindingen............................................................................................................................................................. 370 3.5 Elektronegativiteit en polariteit van een binding ............................................................................................... 371 Elektronegativiteit............................................................................................................................................................... 371 Polariteit ................................................................................................................................................................................. 371 3.6 Polariteit van moleculen aan de hand van de ruimtelijke structuur .......................................................... 371 Voorbeelden ........................................................................................................................................................................... 371 3.7 Oxidatietrap (of oxidatiegetal) .................................................................................................................................... 372 4. Chemisch rekenen......................................................................................................................... 373 4.1 Het getal van Avogadro en het begrip mol ............................................................................................................. 373 © Dervaro BVBA
16
BA
Rekenen met mollen ............................................................................................................................................................ 373 Voorbeeldopgave.................................................................................................................................................................. 373 4.2 Dichtheid............................................................................................................................................................................... 374 4.3 Concentratieuitdrukkingen .......................................................................................................................................... 374 Massaprocent ........................................................................................................................................................................ 374 Volumeprocent ...................................................................................................................................................................... 374 Molaire concentratie .......................................................................................................................................................... 375 Ppm en ppb ............................................................................................................................................................................. 375 Berekeningen over verdunningen .................................................................................................................................. 375 Voorbeeldopgave.................................................................................................................................................................. 375 4.4 Molair gasvolume .............................................................................................................................................................. 376 Voorbeeldopgave.................................................................................................................................................................. 377 4.5 Het in evenwicht brengen van chemische reactievergelijkingen ................................................................. 377 4.6 Berekeningen over massa- en stofhoeveelheid steunend op gegeven reactievergelijkingen.......... 378 Voorbeeldopgaven ............................................................................................................................................................... 379
va
ro
BV
5. Chemische reacties ....................................................................................................................... 382 5.1 Reacties tussen ionen met neerslagvorming......................................................................................................... 382 Voorbeeldopgave.................................................................................................................................................................. 383 5.2 Redoxreacties: redoxkoppels herkennen en -vergelijkingen opstellen .................................................... 384 5.3 Formules en namen van oxidatoren en reductoren ........................................................................................... 386 Oxidatoren .............................................................................................................................................................................. 386 Oxidatoren/reductoren ..................................................................................................................................................... 386 Reductoren ............................................................................................................................................................................. 386 5.4 Activeringsenergie versus reactie-energie ............................................................................................................ 388 Activeringsenergie ............................................................................................................................................................... 388 Reactie-energie ..................................................................................................................................................................... 388 Enthalpie ................................................................................................................................................................................. 388
©
D
er
6. Chemische kinetiek ....................................................................................................................... 391 6.1 Uitdrukken van een reactiesnelheid ......................................................................................................................... 391 6.2 Factoren die de reactiesnelheid beïnvloeden ....................................................................................................... 392 Concentratie........................................................................................................................................................................... 392 Temperatuur.......................................................................................................................................................................... 392 Verdelingsgraad ................................................................................................................................................................... 392 Licht .......................................................................................................................................................................................... 392 6.3 Activeringsenergie en de invloed van een katalysator ..................................................................................... 392 7. Chemisch evenwicht ..................................................................................................................... 394 7.1 Onderscheid tussen aflopende reactie en evenwichtsreactie ........................................................................ 394 Aflopende reactie ................................................................................................................................................................. 394 Evenwichtsreactie................................................................................................................................................................ 394 7.2 Evenwichtsconstante Kc ................................................................................................................................................ 395 7.3 Invloeden die het evenwicht veranderen kwalitatief voorspellen en verklaren ................................... 395 Concentratie........................................................................................................................................................................... 395 Temperatuur.......................................................................................................................................................................... 395 Katalysator ............................................................................................................................................................................. 396 Voorbeeldopgaven ............................................................................................................................................................... 396
© Dervaro BVBA
17
BA
8. Zuren en Basen ............................................................................................................................. 398 8.1 Zuur-basekoppels volgens Brönsted-Lowry ......................................................................................................... 398 Amfolyten ................................................................................................................................................................................ 399 8.2 Ionisatie van water, Kw. ................................................................................................................................................. 399 8.3 Zuur-base reacties in waterig midden en Kz en Kb ............................................................................................ 399 8.4 Sterke/zwakke zuren en basen ................................................................................................................................... 400 8.5 pH en pOH en concentratie H3O+ en OH- ................................................................................................................. 401 8.6 Samenstelling buffermengsel en bufferwerking (kwaliteitief) ..................................................................... 401 Zure buffers ............................................................................................................................................................................ 402 Basische buffers .................................................................................................................................................................... 402 Bufferwerking voorspellen (kwalitatief)..................................................................................................................... 402 8.7 Gebruik van indicatoren bij zuur-base titraties ................................................................................................... 404 Gebruik van een indicator................................................................................................................................................. 404 Titratiecurves ........................................................................................................................................................................ 404
er
va
ro
BV
9. Koolstofchemie ............................................................................................................................. 406 9.1 De belangrijkste koolstofklassen................................................................................................................................ 406 9.2 Diverse typen koolstofverbindingen ........................................................................................................................ 406 Verzadigd en onverzadigd ................................................................................................................................................ 406 Isomerie ................................................................................................................................................................................... 407 Lineair, vertakt en cyclisch ............................................................................................................................................... 407 Aromaten ................................................................................................................................................................................ 407 Monofunctionele groepen ................................................................................................................................................. 407 9.3 Systematische (IUPAC) naamgeving ......................................................................................................................... 407 Koolwaterstoffen zonder functionele groepen.......................................................................................................... 407 Koolwaterstof met monofunctionele groep ............................................................................................................... 410 9.4 Reactietypes in de koolstofchemie ............................................................................................................................ 411 Homolytische en heterolytische doorbraak van koolstofverbindingen: .......................................................... 411 Reactiesoorten ...................................................................................................................................................................... 412 9.5 Verband tussen fysische en chemische eigenschappen van koolstofverbindingen ............................. 413 Kookpunt ................................................................................................................................................................................. 413 Reactiviteit ............................................................................................................................................................................. 413 Oplosbaarheid in water ..................................................................................................................................................... 413
D
Deel IV: Wiskunde ............................................................................................................................ 415
©
1. Algebra ......................................................................................................................................... 415 1.1 Getallen en rekenregels .................................................................................................................................................. 415 Getallen .................................................................................................................................................................................... 415 Rekenkundige bewerkingen ............................................................................................................................................. 417 Deelbaarheid.......................................................................................................................................................................... 418 Negatieve getallen ............................................................................................................................................................... 419 Breuken .................................................................................................................................................................................... 419 Machten en wortels ............................................................................................................................................................. 419 Meer produkten, machten en wortels........................................................................................................................... 421 1.2 Evenredigheid..................................................................................................................................................................... 422 Recht evenredig .................................................................................................................................................................... 422 Omgekeerd evenredig......................................................................................................................................................... 422 Andere soorten evenredigheid ........................................................................................................................................ 422 © Dervaro BVBA
18
BV
BA
1.3 Veeltermen........................................................................................................................................................................... 424 Voorbeelden van veeltermen ........................................................................................................................................... 424 Rekenkundige bewerkingen met veeltermen ............................................................................................................ 424 Analyse van veeltermen ..................................................................................................................................................... 425 1.4 Lineaire (eerstegraads) vergelijkingen ................................................................................................................... 427 Eenvoudige vergelijkingen ............................................................................................................................................... 427 Stelsels van lineaire vergelijkingen ............................................................................................................................... 428 1.5 Kwadratische vergelijkingen ...................................................................................................................................... 431 Definitie ................................................................................................................................................................................... 431 Eenvoudige gevallen ........................................................................................................................................................... 431 Oplossen door ontbinden in factoren............................................................................................................................ 432 Oplossen door kwadraat afsplitsen ............................................................................................................................... 433 Een kant-en-klare vergelijking ....................................................................................................................................... 435 1.6 Vergelijkingen met produkten en machten ........................................................................................................... 436 Oplossen van vergelijkingen met machten ................................................................................................................. 436 Oplossen als een produkt gelijk is aan nul .................................................................................................................. 436
va
ro
2. Meetkunde ................................................................................................................................... 437 2.1 Vlakke figuren..................................................................................................................................................................... 437 Hoeken...................................................................................................................................................................................... 437 Driehoeken.............................................................................................................................................................................. 437 Vierhoeken .............................................................................................................................................................................. 439 Trapezium............................................................................................................................................................................... 439 Parallelogram ....................................................................................................................................................................... 441 Ruit ............................................................................................................................................................................................ 441 Rechthoek................................................................................................................................................................................ 442 Vierkant ................................................................................................................................................................................... 442 Cirkels ....................................................................................................................................................................................... 442 Ellips.......................................................................................................................................................................................... 443
©
D
er
3. Analytische meetkunde ................................................................................................................. 444 3.1 Coördinaten ......................................................................................................................................................................... 444 Definties ................................................................................................................................................................................... 444 Kwadranten ........................................................................................................................................................................... 444 3.2 Afstand tussen twee punten ......................................................................................................................................... 445 Richtingscoëfficiënt ............................................................................................................................................................. 445 3.3 Rechte lijn ............................................................................................................................................................................. 446 Expliciete vergelijking ........................................................................................................................................................ 446 Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 446 Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 446 Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 447 3.4 Parabool ................................................................................................................................................................................ 448 Standaardvergelijking ....................................................................................................................................................... 448 Parabool met horizontale symmetrieas ...................................................................................................................... 448 Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 448 3.5 Cirkel ...................................................................................................................................................................................... 450 Algemene vergelijking ........................................................................................................................................................ 450 Eenheidscirkel ....................................................................................................................................................................... 450
© Dervaro BVBA
19
Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 451 3.6 Snijpunt van lijn of parabool met een parabool ................................................................................................... 452
va
ro
BV
BA
4. Goniometrie ................................................................................................................................. 453 4.1 Radialen................................................................................................................................................................................. 453 4.2 Goniometrie in een driehoek ....................................................................................................................................... 453 Uitgangspunt ......................................................................................................................................................................... 453 Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 453 Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 454 4.3 Algemeen gedrag van de goniometrische functies ............................................................................................. 454 Bijzondere gevallen ............................................................................................................................................................. 455 4.4 Niet-rechthoekige driehoeken..................................................................................................................................... 455 De sinusregel .......................................................................................................................................................................... 455 Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 455 Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 456 Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 456 4.5 Goniometrische functies en de eenheidscirkel..................................................................................................... 456 4.6 Tekens van de goniometrische functies ......................................................................................................... 457 4.7 Goniometrische identiteiten en symmetrieën ...................................................................................................... 458 Verhoudingen voor dezelfde hoek ................................................................................................................................. 458 Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 458 Verhoudingen voor verwante hoeken .......................................................................................................................... 458 Som-, verschil-, en verdubbelingsformules ................................................................................................................. 458 Som van cosinus en sinus .................................................................................................................................................. 459 Voorbeeld ................................................................................................................................................................................ 459 Som- en verschilformules van Simpson........................................................................................................................ 459 Productformules van Simpson ........................................................................................................................................ 459
©
D
er
5. Analyse van functies ..................................................................................................................... 460 5.1 Functies en hun grafieken ............................................................................................................................................. 460 Algemene definities ............................................................................................................................................................. 460 Domein ..................................................................................................................................................................................... 462 Nulpunten en tekenverloop .............................................................................................................................................. 463 Stijgen en dalen; extreme waarden ............................................................................................................................... 463 Hol en bol; buigpunten ....................................................................................................................................................... 466 Limiet........................................................................................................................................................................................ 467 Asymptoten............................................................................................................................................................................. 471 Symmetrie: even en oneven functies ............................................................................................................................. 473 Transformaties van functies ............................................................................................................................................ 474 5.2 Differentiëren ..................................................................................................................................................................... 476 Algemeen ................................................................................................................................................................................. 476 Toepassingen ......................................................................................................................................................................... 477 5.3 Veeltermfuncties ............................................................................................................................................................... 480 Eerstegraads (lineaire) functies ..................................................................................................................................... 480 Tweedegraads (kwadratische) functies ...................................................................................................................... 481 Machtsfuncties (positieve, gehele exponenten) ........................................................................................................ 483 Algemene veeltermfuncties .............................................................................................................................................. 483 5.4 Rationele functies.............................................................................................................................................................. 487
© Dervaro BVBA
20
BV
BA
De functie f(x) = 1/x ............................................................................................................................................................ 487 Rationele functies in het algemeen ............................................................................................................................... 488 5.5 Irrationele functies ........................................................................................................................................................... 492 Algebraïsche aspecten ........................................................................................................................................................ 492 Meetkundige aspecten........................................................................................................................................................ 493 Bijzonder geval: absolute waarde functie .................................................................................................................. 494 De scheve asymptoten ........................................................................................................................................................ 495 Voorbeelden van analyse .................................................................................................................................................. 495 5.6 Exponentiële en logaritmische functies .................................................................................................................. 497 Logaritmen ............................................................................................................................................................................. 497 Exponentiële functies.......................................................................................................................................................... 498 Interpretaties van exponentiële functies..................................................................................................................... 501 Logaritmische functies ....................................................................................................................................................... 502 5.7 Goniometrische functies ................................................................................................................................................ 504 Vergelijkingen met sinus en cosinus ............................................................................................................................. 504 Transformaties van de sinus- en cosinusfuncties ..................................................................................................... 506 Afgeleiden van sinus- en cosinusfuncties..................................................................................................................... 507 5.8 Integraalrekening.............................................................................................................................................................. 509 De primitieve (onbepaalde integraal) ......................................................................................................................... 509 De bepaalde integraal ........................................................................................................................................................ 509 Het bepalen van de primitieve ........................................................................................................................................ 512
©
D
er
va
ro
6. Kansrekening en statistiek............................................................................................................. 516 6.1 Combinatoriek .................................................................................................................................................................... 516 Permutaties ............................................................................................................................................................................ 516 Variaties .................................................................................................................................................................................. 517 Combinaties............................................................................................................................................................................ 519 6.2 Kansrekening ...................................................................................................................................................................... 521 Principes .................................................................................................................................................................................. 521 Het berekenen van kansen................................................................................................................................................ 522 Onafhankelijke en afhanelijke kansen ......................................................................................................................... 524 Stochastische variabelen ................................................................................................................................................... 526 Belangrijke verdelingen .................................................................................................................................................... 528 6.3 Beschrijvende statistiek ................................................................................................................................................. 531 Basisbegrippen...................................................................................................................................................................... 531 Centrummaten ...................................................................................................................................................................... 532 Spreidingsmaten .................................................................................................................................................................. 534 6.4 De normale verdeling ...................................................................................................................................................... 536 Continue verdelingen .......................................................................................................................................................... 536 De normale verdeling ......................................................................................................................................................... 537 Toepassingen van de normale verdeling ..................................................................................................................... 538 Deel V: Inzicht verwerven en verwerken............................................................................................ 541 1. Arts-Patiëntgesprek ...................................................................................................................... 541 1.1 Algemeen .............................................................................................................................................................................. 541 1.2 DEARS- en SCEGS-model................................................................................................................................................ 542 1.3 Het Leuvens model ........................................................................................................................................................... 543 Structuur van het gesprek ................................................................................................................................................ 543 © Dervaro BVBA
21
Non-verbale luistervaardigheden .................................................................................................................................. 544 Verbale luistervaardigheden ........................................................................................................................................... 544 Hanteren van emoties ........................................................................................................................................................ 545 Informeren .............................................................................................................................................................................. 545 Specifieke modellen ............................................................................................................................................................. 545 2. Stilleestekst: structuur van een medische tekst .............................................................................. 549
©
D
er
va
ro
BV
BA
Bibliografie ....................................................................................................................................... 551 Biologie ......................................................................................................................................................................................... 551 Fysica ............................................................................................................................................................................................. 552 Chemie........................................................................................................................................................................................... 552 Wiskunde ..................................................................................................................................................................................... 552 Stilleesteksten en communicatie ....................................................................................................................................... 553 Figuren .......................................................................................................................................................................................... 553
© Dervaro BVBA
22
©
D
er
va
ro
BV
BA
Oefenboek Cursus Ingangsexamen Geneeskunde 2016
©Dervaro BVBA
3
Voorwoord......................................................................................................................................... 8 Oefeningen ....................................................................................................................................... 11 1. Biologie ......................................................................................................................................... 11 Opgaven Biologie ...............................................................................................................................................................11 Uitwerkingen Biologie .....................................................................................................................................................59 2. Fysica ............................................................................................................................................ 77 Opgaven Fysica ...................................................................................................................................................................77 Uitwerkingen Fysica ...................................................................................................................................................... 160
BA
3. Chemie ........................................................................................................................................ 205 Opgaven Chemie ............................................................................................................................................................. 205 Uitwerkingen Chemie ................................................................................................................................................... 249 4. Wiskunde .................................................................................................................................... 284 Opgaven wiskunde ......................................................................................................................................................... 284 Uitwerkingen Wiskunde .............................................................................................................................................. 342
va
ro
BV
5. IVV .............................................................................................................................................. 400 Arts-Patiënt Communicatie ........................................................................................................................................ 400 Stilleesteksten .................................................................................................................................................................. 464 Stilleestekst: Coeliakie (gluten-intolerantie)....................................................................................................... 464 Stilleestekst: kleurenblindheid .................................................................................................................................. 466 Stilleestekst: tuberculose ............................................................................................................................................. 468 Stilleestekst: HIV-infectie en AIDS in België ......................................................................................................... 471 Stilleestekst: hoesten ..................................................................................................................................................... 476 Stilleestekst: de tand ...................................................................................................................................................... 479 Stilleestekst: MRI ............................................................................................................................................................ 482 Stilleestekst: tandbederf .............................................................................................................................................. 484 Stileestekst: mucoviscidose .......................................................................................................................................... 486 Stilleestekst: ontwikkelingen in de pathologie..................................................................................................... 489 Stilleestekst: methodiek van het geneeskundig onderzoek ............................................................................ 491 Stilleestekst: expectoratie ............................................................................................................................................ 493 Stilleestekst: Hemoptoë .............................................................................................................................................. 495
©
D
er
6. Bibliografie .................................................................................................................................. 497 Biologie ............................................................................................................................................................................... 497 Fysica ................................................................................................................................................................................... 498 Chemie ................................................................................................................................................................................. 498 Wiskunde ........................................................................................................................................................................... 498 Stilleesteksten en communicatie ............................................................................................................................. 498 Figuren ................................................................................................................................................................................ 498
©Dervaro BVBA
7
Ribosomen Ribosomen zijn verantwoordelijk voor de eiwitsynthese. Ze bestaan uit ribosomaal RNA en eiwitten. We vinden ze terug in het cytoplasma, al dan niet gebonden aan de membranen van het endoplasmatisch reticulum (dan ruw endoplasmatisch reticulum, RER genoemd, zie d). Deze ribosomen komen terug in alle eukaryote als prokaryote cellen en zijn dus universeel.
BA
Ribosomen zijn opgebouwd uit twee subeenheden. Bij de eukaryoten vinden we een grote subeenheid, die de 50S-subeenheid wordt genoemd door zijn sedimentatie-eigenschap. Er is ook een kleine subeenheid die de 30S-subeenheid wordt genoemd. Samen vormen ze een 80Sribosoom. Bepaalde micro-organismen hebben bijvoorbeeld een 70S-ribosoom, al naar gelang de sedimentatie-eigenschappen.
va
ro
Het latijnse woord reticulum betekent “net”. Het ER vormt een driedimensioneel netwerk van membranen die grote afgeplatte zakken vormen (cisternae), die met elkaar in verbinding staan. In het ER worden de eiwitten gevormd via de ribosomen. Door de aanwezigheid van ribosomen krijgt het ER een ruw uitzicht en wordt dan ook ruw/rough endoplasmatisch reticulum (RER) genoemd. Naast dit RER vinden we ook nog een glad of smooth endoplasmatisch reticulum terug dat in verbinding staat met het RER.
BV
Het endoplasmatisch reticulum, ER
Het GER is de belangrijkste plaats voor aanmaak van membranen. Kort opgesomd zijn dit de verschillende functies:
er
D
• • •
Ruw endoplasmatisch reticulum, RER Aanhechting van ribosomen (ruw) Continu met membraan van de nucleus Synthese van eiwitten voor secretie, verder gezonden naar lysosomen of plasmamembraan
©
Glad endoplasmatisch reticulum, GER, SER (smooth) Relatief weinig ribosomen aangehecht • Synthese membraanlipiden • Metabolisme van suikers • Calciumopslag • Detoxificatie van vreemde substanties •
© Dervaro BVBA
31
Feedback Om homeostase mogelijk te maken is er een regelsysteem nodig, er moet communicatie tussen cellen plaatsvinden. Om dat mogelijk te maken, zitten er op veel plaatsen in het lichaam sensoren; receptoren in het bloed die de zuurtegraad meten, de temperatuur, de bloeddruk, etc. Ook de aanwezigheid van allerlei hormonen wordt gemeten. Al deze meetwaarden worden doorgegeven aan de hypothalamus in de hersenen, het ‘controlecentrum’. Die stuurt in reactie daarop de ademhaling, bloeddruk, spieren en eventueel de hormoonklieren (effector), zodat de omstandigheden aangepast worden als dat nodig is (effect).
Homeostatische functie van bloed en lymfe met inbegrip van hormonale regulatie
BV
BA
Inleiding Allereerst kunnen we zeggen dat het lichaam steeds streeft naar een balans. Homeostase is het in evenwicht houden van een bepaalde functie in een bepaalde range. Zo wordt bijvoorbeeld de pH van het bloed tussen 7,35 en 7,45 gehouden. Ook onze lichaamstemperatuur is een perfect voorbeeld van hoe de hersenen er naar streven de temperatuur steeds constant te houden. Deze homeostase is essentieel zodat de cellen optimaal kunnen functioneren. Soms decompenseren onze homeostatische functies en kan er bijvoorbeeld een respiratoire acidose ontstaan (vb door te traag ademen stapelt CO2 in het lichaam op en neemt de bloed pH af). Om te compenseren zal de nier meer HCO3 reabsorberen en zal er een metabole alkalose secundair ontstaan ter correctie van de respiratoire acidose. De hersenen, nier en lever zijn essentieel voor het behoud van homeostase.
va
ro
Homeostatische functie van bloed De homeostatische functie van ons bloed is uitermate belangrijk. Ons bloed staat in voor homeostase van heel wat ionen, glucose, coagulatie, vetten, osmoregulatie, volume, bloeddruk, RAAS,… We bespreken al deze functies hieronder.
D
er
Calcium Voor de homeostase van de calciumlevels in ons bloed zijn enkele organen van belang. Het botweefsel en de parathyroid kliertjes (ook wel bijschildkliertjes genoemd) spelen hier een grote rol in.
©
Wanneer de calciumspiegel in het bloed daalt zullen de parathyroid klieren het PTH oftewel parathormoon vrijzetten. Dit hormoon activeert de osteoclasten, die op hun beurt het bot afbreken. Door de botafbraak wordt calcium en fosfaat vrijgezet en zal het calciumgehalte in het bloed terug toenemen. Het parathormoon werkt ook in op onze nieren die meer calcium zullen reabsorberen in de buisjes, fosfaat zal meer geëxcreteerd worden in de urine. Ter hoogte van het gastro-intestinaal stelsel zal er een verhoogde opname van calcium zijn. Het UV licht (zonlicht) speelt ook een rol in de calciumhomeostase. Het zorgt namelijk voor de omzetting van 7-dehydrocholesterol in Cholecalciferol (Vit D3) ter hoogte van de huid. Dit vitamine D3 wordt dan in de lever verder gemetaboliseerd tot 25(OH)-vit D. Ter hoogte van de nier vindt de finale stap plaats met omzetting tot 1,25-OH-Vit D dat een actieve rol speelt in het
© Dervaro BVBA
66
5.2 Hormonale regeling Hormonale regeling bij de man Hét mannelijk geslachtshormoon is testosteron. Het is verantwoordelijk voor de secundaire geslachtskenmerken en wordt geproduceerd in de interstitiële cellen in de testes (Leydigcellen). De productie van testosteron staat onder controle van het hypofysehormoon LH: luteïniserend hormoon. LH wordt in context van de man ook dikwijls het ICSH genoemd: interstitiële cellen stimulerend hormoon.
ro
BV
BA
De productie van zaadcellen zelf staat onder controle van FSH: follikelstimulerend hormoon. De afscheiding in het bloed is gelijktijdig en continu.
er
va
Feedbackmechanisme Het terugkoppelingsmechanisme vindt plaats tussen de hypothalamus, hypofyse en de geslachtsorganen. Testosteron remt de vorming van LH (negatieve feedbacklus). Inhibine, dat vrijkomt bij productie van zaadcellen) remt de vorming van FSH. Vanaf de pubertijd begint de vorming van de geslachtscellen. Dit gebeurt onder invloed van twee hormonen. FSH stimuleert de vorming van zaadcellen en testosterone zorgt voor de verdere ontwikkeling van die zaadcellen. Testosterone wordt aangemaakt door de interstitiële cellen. Deze cellen liggen tussen de zaadkanaaltjes. Ze doen dit onder invloed van LH.
©
D
Alleen een te hoge concentratie testosterone remt de hypofyse af met de productie van LH. Als er minder LH wordt geproduceerd heeft dit weer invloed op de productie van testosterone, want wanneer er een te lage concentratie testosterone in het bloed is, krijgt de hypofyse weer het signaal om meer LH aan te maken. Zo beïnvloeden de twee hormonen elkaars secretie (afgifte van hormonen). Dit proces wordt ook wel terugkoppeling of negatieve feedback genoemd.
Hormonale regeling bij de vrouw Hypothalamo-hypofysaire as De vrouwelijke geslachtshormonen zijn oestrogeen en progesterone. Ze zijn verantwoordelijk voor de vrouwelijke geslachtskenmerken. Oestrogeen en progesterone worden geproduceerd door het rijpend follikel en het corpus luteum. De productie staat onder controle van de hypofysehormonen FSH en LH. De afscheiding in het bloed gebeurt wisselend volgens een maandelijks cyclisch patroon:
© Dervaro BVBA
118
De totale stroomsterkte wordt over de toestellen verdeeld. (De stroomsterktes zijn niet noodzakelijk gelijk. Toestellen met een grotere weerstand krijgen relatief minder stroom.) I1 + I2 + I3 = Ischakeling. Voorbeeld 1 Voor het verlichten van een kerstboom wordt een snoer gebruikt met twintig identieke lampjes die in serie geschakeld zijn. Dit snoer wordt aangesloten op een stopcontact met 220 V spanning; er gaat 0,3 A stroom door het snoer lopen. Bepaal de spanning en stroomsterkte
BA
(a) door het eerste lampje; (b) door het laatste lampje in de schakeling.
𝑈lampje = Voorbeeld 2
BV
— Oplossing: alle lampjes krijgen dezelfde stroomsterkte van 0,3 A. De spanning van 220V wordt verdeeld over de twintig lampjes. Omdat ze identiek zijn en evenveel stroom geleiden, krijgen ze allen evenveel spanning: 220 V = 11 V 20
va
ro
De stopcontacten in een huis zijn parallel geschakeld. Stel dat een lamp en een wasmachine op deze manier worden aangesloten op het 220 volt lichtnet; de lamp heeft een hogere weerstand. In totaal levert het lichtnet een stroom van 12A aan deze toestellen. Wat kan gezegd worden over de spanning en de stroomsterkte voor elk apparaat?
er
— Oplossing: de lamp en de wasmachine krijgen elk de volle spanning van 220V. De stroom wordt verdeeld, maar niet gelijkelijk: de lamp heeft een hogere weerstand, en krijgt dus minder stroom dan de wasmachine. Zodoende is Ilamp<6A, en Iwasmachine>6A.
Stroom- en spanningmeters
D
Een stroommeter of amperemeter kan gebruikt worden om de stroomsterkte in een schakeling te bepalen. Hij bestaat uit een galvanometer met zeer kleine ingangsweerstand. Een stroommeter moet in serie geschakeld worden met het toestel waardoor de stroom gemeten wordt.
©
Een spanningmeter of voltmeter kan gebruikt worden om de spanning over een schakeling te bepalen. Hij bestaat uit een galvanometer met zeer hoge ingangsweerstand. Een spanningmeter moet parallel geschakeld worden met het toestel waarover de spanning gemeten wordt.
A V
© Dervaro BVBA
194
d
de afstand tot de stroomdraad, in meter (m);
B
de magnetische veldsterkte op deze afstand, in tesla (T);
μ0
= 4π 10–7 T m/A de magnetische permeabiliteit van het vacuum. (In de berekening zal men dus vooral gebruik maken van μ0/2π = 2 10–7 T m/A.) Voorbeeld
BA
Een spanningsbron van 9,0 V wordt kortgesloten met een stroomdraad waarvan de weerstand slechts 0,10 Ω is. Met behulp van een magnetische sensor wordt het magnetisch veld op 2,0 mm van de draad bepaald. Welke waarde kan verwacht worden? Oplossing: De stroomsterkte in de draad zal erg hoog zijn; ze is gelijk aan 𝑈 9,0 V = = 90 A. 𝑅 0,10 Ω
BV
𝐼=
(Zie 0 voor deze berekening.) De magnetische veldsterkte op 2 mm afstand is derhalve 𝐵=
𝜇0 𝐼 90 A ∙ = 2 × 10−7 T∙m/A ∙ = 0,0090 T = 9,0 mT. 2𝜋 𝑑 2,0 × 10−3 m
ro
Dit magnetische veld is beduidend sterker dan dat van de aarde.
Het magnetische veld van een cirkelvormige stroomkring
B I
I
©
D
er
B
va
Stel dat stroom loopt in een cirkelvormige geleider. Rondom ieder stukje van de geleider onstaat een magnetisch veld zoals hierboven is beschreven. Bij elkaar opgeteld vormen deze bijdragen een magnetisch veld dat het sterkst is rondom het middelpunt van de cirkel.
De richting van het magnetische veld kan worden bepaald met de tweede rechterhandsregel: als de duim wijst in de richting van het veld binnenin de cirkel, en men vormt een vuist, dan draaien de vingers in de richting van de stroom. (Buiten de cirkel lopen de veldlijnen in omgekeerde richting.) Op grotere afstand van de kringvormige stroom lijkt het veld veel op dat van een eenvoudige staafmagneet. Zo zou men in de tekening hierboven een “noordpool” boven de cirkel hebben en een “zuidpool” daaronder. De magnetische veldlijnen lopen van noordpool naar zuidpool buiten de kring, maar van zuidpool naar noordpool binnen de kring. © Dervaro BVBA
209
De invoer is de opwaartse kracht die men op de handvatten uitoefend. De uitvoer is de opwaartse kracht die de uitvoer kruiwagen op de last uitoefent. Volgens Newtons derde beginsel oefent de last een grote neerwaartse kracht uit op de kruiwagen. De grond oefent een opwaartse uitvoer normaalkracht uit op het wiel van de kruiwagen.
invoer
even
normaalkracht
W = Fin din = 500 N 0,40 m = 200 J.
arbeid bij uitvoer:
W = Fuit duit = 2000 N 0,10 m = 200 J.
BV
arbeid bij invoer:
BA
Als bijvoorbeeld de last een gewicht heeft van 2000 N (de benodigde uitvoer), dan heeft men bij een goede kruiwagen maar een kracht van 500 N nodig om die op te tillen. Echter, om de last 0,10 meter op te tillen, moeten de handvatten wel 0,40 meter worden getild.
Hoewel de kruiwagen kracht kan doen toenemen, kan men er de arbeid niet mee vergroten. De “prijs” die men betaalt, is dat de invoerkracht moet worden uitgeoefend over een grotere afstand.
Kinetische energie en arbeid
ro
De kinetische enerie (K) van een voorwerp is gedefinieerd als 1
va
𝐾 = 2𝑚𝑣 2.
Hierbij is
de massa van het voorwerp, in kilogram (kg);
v
de snelheid waarmee het beweegt, in m/s;
K
zijn kinetische energie, in joules (J).
er
m
D
Kinetische energie is een scalaire grootheid. Het heeft geen richting, en kan niet negatief zijn.
©
Het blijkt nu dat in een gegeven interval de verandering in de kinetische energie van een voorwerp gelijk is aan de total arbeid verricht op dat voorwerp: ∆K = Wtotaal. Voorbeeld
Een auto van 1100 kg rijdt met een snelheid van 14 m/s. De auto remt, zodat het wegdek 7000 N aan wrijvingskracht uitoefend op de auto, in een richting tegengesteld aan de rijrichting. Wij zullen bepalen hoever de auto doorrijdt voordat hij tot stilstand komt. Aan het begin is de kinetische energie van de auto gelijk aan
© Dervaro BVBA
269
8.7 Gebruik van indicatoren bij zuur-base titraties Door middel van titratie kan de hoeveelheid zuur of base aanwezig in een oplossing bepaald worden. In geval van het bepalen van een zuur wordt een sterke base toegevoegd. Deze zal met het zuur reageren, totdat al het zuur op is. In geval van het bepalen van een base wordt een sterk zuur toegevoegd. Deze zal met de base reageren, totdat alle basen op zijn.
BA
Let op; omdat hier sterke zuren en basen gebruikt worden zal er geen evenwicht ontstaan. Als er dus een sterk zuur of sterke base in de oplossing aanwezig blijft, zal de aanwezige zuur of base in de oplossing volledig uitgereageerd zijn.
Gebruik van een indicator
BV
Een indicator is een chemische stof die van kleur verandert bij veranderende pH. Enkele voorbeelden zijn in de tabel hieronder weergegeven. De pH waarbij de kleur verandert, heet het pH-omslaggebied.
pH-omslaggebied
Kleuromslag (bij stijgende pH)
methyloranje
3,1-4,4
rood-oranjegeel
methylrood
4,4-6,2
roodviolet-oranjegeel
5,0-8,0
rood-blauw
thymolblauw
8,0-9,6
geel-blauw
8,2-9,8
kleurloos-roodviolet
er
fenolftaleïne
va
lakmoes
ro
Indicator
Titratiecurves
©
D
Hoe de verandering van de pH precies verloopt tijdens titratie, verschilt per stof. Hieronder zijn voorbeelden van diverse verlopen weergegeven in titratiecurves. Een indicator moet zo gekozen worden dat die in het equivalentiepunt valt van de titratie. Dat is bij een sterk zuur of een sterke base bij een pH van 7 (zie de bovenste twee curves). Bij een zure buffer ligt dit punt boven een pH van 7 en bij een basische buffer onder een pH van 7.
© Dervaro BVBA
404
3
∫ (1 − 12 ⋅ 𝑥 2 ) 𝑑𝑥 = 𝐹(3) − 𝐹(1) 1
= (3 − 4 ⋅ 33 + 𝐶) − (1 − 4 ⋅ 13 + 𝐶) = (−105) − (−3) = −102 (Merk op dat de integratieconstante C altijd wegvalt.)
BA
Verkorte notatie Bij het berekenen van integralen gebruikt men wel de afkorting [𝐹(𝑥)]𝑏𝑎 = 𝐹(𝑏) − 𝐹(𝑎) Voorbeeld
3
BV
De berekening in bovenstaand voorbeeld kan worden geschreven als
∫ (1 − 12 ⋅ 𝑥 2 ) 𝑑𝑥 = [𝑥 − 4𝑥 3]13 = (−105) − (−3) = −102 1
Interpretatie van de bepaalde integraal 𝑏
De bepaalde integraal ∫𝑎 𝑓(𝑥) 𝑑𝑥 is gelijk aan een oppervlakte onder de
y
ro
grafiek van f. Het gaat om het gebied ingesloten door:
va
de grafiek van f de x-as de verticale lijn y = a de verticale lijn y = b.
a
Ligt die gebied onder de x-as, dan telt dit als negatieve oppervlakte.
er
x
y
5 4 3
D
Voorbeeld
b
Hiernaast staat de grafiek van de functie
2
𝑓(𝑥) = 𝑥 3 − 3𝑥 + 2
©
x
1
Bepaal de oppervlakte van het aangegeven gebied.
0
— Oplossing:
-3
Eerst controleren wij dat x = –2 en x = 1 inderdaad de nulpunten zijn. Zij vormen de grenzen van de integraal.
-2
-1
0
1
2
-1 -2
Ook berekenen wij de primitieve van deze functie: 1
1
∫(𝑥 3 − 3𝑥 + 2) 𝑑𝑥 = 4𝑥 4 − 12𝑥 2 + 2𝑥 + 𝐶
© Dervaro BVBA
510
79 Thermisch geïsoleerd vat Antwoord: B Vrij eenvoudige oefening: We zoeken de hoeveelheid olie (massa) die we moeten toevoegen aan een vat waar reeds 0,3 kg olie in is aan 20°C. De olie die we toevoegen heeft een temperatuur van 0°C en we dienen een vat te bekomen dat een temperatuur heeft van 8°C. Het enige waar u hier dient op te letten is dat u de temperatuurverschillen gebruikt in uw vergelijking. We willen de temperatuur van 20°C naar een temperatuur van 8°C brengen (12° verschil) en door het toevoegen van de olie die 0°C heeft zal de temperatuur van deze olie moeten stijgen naar 8°C (8° verschil). Deze waarden gebruiken we in onze vergelijking.
BA
𝑚1 𝑐0 Δ𝑄1 = 𝑚2 𝑐0 Δ𝑄2 𝑚2 Δ𝑄2 0,3 ∙ 12 ⟹ 𝑚1 = = 𝑘𝑔 = 0,45 𝑘𝑔 Δ𝑄1 8
1,20 kg
mB.kg
mA.kg
er
0,80 kg
va
ro
BV
80 Massa in water Antwoord: A
D
Laten we eerst even logisch nadenken. Indien we het rechter blokje onderdompelen zal de archimedeskracht hierop inwerken. Dit werkt echter in twee richtingen. Het blokje duwt op het water (waar oorspronkelijk geen blokje in zat) en het water duwt op het blokje. We kunnen dus al vermoeden dat het gewicht dat we nu aflezen zal moeten stijgen op de rechter weegschaal.
©
Tegelijk zal door de archimdeskracht de touwspanning afnemen (met de waarde van de archimedeskracht zelf), hierdoor zal het linker blokje meer doorwegen op de weegschaal en zullen we ook hier meer aflezen dan oorspronkelijk het geval was. Door logisch te redeneren hebben we het antwoord eigenlijk al gevonden, aangezien alle andere keuzemogelijkheden niet voldoen aan onze voorwaarden. Wiskundig kunnen we het ook berekenen: Archimedeskracht (we nemen voor g = 10m/s2): 𝐹𝐴 = 𝜌𝑔𝑉 = 1000 ∙ 10 ∙ 50 ∙ 10−6 𝑁 = 0,5𝑁 Bijgevolg geldt: 𝑚𝑎 =
𝐹𝐴 0,5 = 𝑘𝑔 = 0,05 𝑘𝑔 𝑔 10
We zullen dus zowel links als rechts een stijging van 0,05 kg aflezen op de weegschalen.
©Dervaro BVBA
196
BV
Welke is de correcte weergave van de genotypes van: Grootmoeder Moeder A Rr Rr B Rr RR C Rr Rr D RR Rr
BA
Opgave 3 In een bepaalde familie is het gen voor rechtshandig (R) dominant over het gen voor linkshandig (r). Hieronder zie je een stamboom over drie generaties.
©
D
er
va
ro
Dochter 1 RR rr rr rr
3. Context: genetica Hint: Vul zoveel mogelijk genotypes in de stamboom in. Probeer de rest vervolgens af te leiden (een linkshandige met een rechtshandige ouder moet een heterozygote ouder hebben. Linkshandigen zijn altijd homozygoot).
©Dervaro BVBA
12
