SECUNDAIR ONDERWIJS TSO. derde graad. eerste en tweede leerjaar. Chemie. Chemie. (Vervangt 97009) Onderwijsvorm: Graad: Jaar: Studiegebied: Optie(s)

SECUNDAIR ONDERWIJS

Onderwijsvorm:

TSO

Graad:

derde graad

Jaar:

eerste en tweede leerjaar

Studiegebied:

Chemie

Optie(s)

Chemie

Vak(ken):

TV Toegepaste biologie

Vakkencode:

WW-L

Leerplannummer:

2004/148 (Vervangt 97009)

Nummer inspectie:

2004 / 148 // 1 / I / SG / 1 / III / / D/

1/1 lt/w

TSO – 3e graad – optie Chemie TV Toegepaste biologie (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 1 lestijd/week)

INHOUD Visie

..................................................................................................................................................... 2

Beginsituatie ............................................................................................................................................ 3 Algemene doelstellingen ......................................................................................................................... 4 Overzicht leerinhouden............................................................................................................................ 5 Leerplandoelstellingen / leerinhouden..................................................................................................... 9 Algemene pedagogisch-didactische wenken ........................................................................................ 24 Specifieke pedagogisch-didactische wenken........................................................................................ 28 Minimale materiële vereisten................................................................................................................. 44 Evaluatie ................................................................................................................................................ 46 Bibliografie ............................................................................................................................................. 49

1


2

VISIE De studierichting Chemie is vooral bedrijfsgericht, zonder de algemene vorming te verwaarlozen. Ze vormt vooral een goede aanloop naar hogere studies in de chemische richting, maar sluit evenmin een hele reeks andere beroepen uit. In deze studierichting is Toegepaste biologie een ondersteunend vak, waarin heel wat basiskennis en vaardigheden aangebracht worden. Dit verhoogt de efficiëntie van het leerproces voor de aanverwante vakken. Toegepaste biologie blijft immers niet hangen in de theoretische kennis, maar legt ook daadwerkelijk de band met het toegepaste karakter van de chemie.

Profiel van de leerlingen De studierichting Chemie richt zich naar de goed gemiddelde tot begaafde leerling, die zich vanuit zijn belangstellingssfeer richt op de natuur. Niet de theorie vormt het uitgangspunt, maar wel het waarnemen in de natuur en experimenteren in het schoollaboratorium.


3

BEGINSITUATIE Bepaling van de leerlingengroep Dit leerplan is van toepassing op de leerlingengroep die in de derde graad TSO de studierichting Chemie volgt. Om de veiligheid bij het uitvoeren van leerlingenproeven niet in het gedrang te brengen is het aangewezen dat het aantal leerlingen niet meer dan 20 bedraagt. De leraar oordeelt of hij, rekening houdend met het aantal leerlingen, met de uitrusting van zijn laboratorium en de aard van de te gebruiken toestellen en producten, de door het leerplan voorgeschreven demonstratieen leerlingenproeven zonder gevaar kan uitvoeren of laten uitvoeren. Indien hij oordeelt dat de beschikbare uitrusting gevaar voor zichzelf of voor de leerlingen oplevert, waarschuwt hij onmiddellijk het instellingshoofd, dat de nodige maatregelen treft om de activiteiten in gunstige omstandigheden te laten doorgaan.

Beginsituatie Als beginsituatie wordt uitgegaan van het feit dat de leerlingen die de derde graad aanvatten de minimumdoelstellingen van de tweede graad TSO of ASO hebben bereikt. De leerlingen die opteren voor de studierichting Chemie zijn gericht op zowel de algemene vorming als op de wetenschappelijke doelstellingen in verband met de technische kennis van de natuur. Van deze leerlingen wordt verwacht dat zij de volgende onderwerpen van de biologie beheersen: kenmerken van levende wezens, fysiologie van de mens, bacteriën en virussen. Zij kunnen een lichtmicroscoop hanteren. Een beknopte herhaling van sommige basisbegrippen kan noodzakelijk zijn.


ALGEMENE DOELSTELLINGEN De leerlingen verwerven basiskennis in de verschillende domeinen die belangrijk zijn voor de chemische sector (o.m. biotechnologie). De leerlingen ontwikkelen een bewuste, rationele houding. De leerlingen kunnen: - besluiten uit experimenten wetenschappelijk hanteren; - biologische onderwerpen causaal, structureel en functioneel benaderen; De leerlingen realiseren een algemene persoonlijkheidsvorming vanuit de biologie. De leerlingen: - kunnen ordeningsmiddelen en oplossingsmethoden uit de biologie hanteren; - hebben verantwoordelijkheidszin t.o.v. het leefmilieu; - zijn voorzichtig bij het beïnvloeden van biologische systemen en bij het uitbaten van de natuur; - gaan bedachtzaam om met levende wezens. De leerlingen ontwikkelen probleemoplossend handelen vanuit biologische inzichten. De leerlingen: - overzien de dimensie van een probleem en onderkennen de onderliggende biologische concepten; - kunnen de biologische samenhang in schema's weergeven; - kunnen een proefondervindelijk biologisch onderzoek analyseren, plannen, beschrijven, uitvoeren en de resultaten interpreteren De leerlingen ontwikkelen een maatschappelijk engagement vanuit de biologie. De leerlingen kunnen een gemotiveerd biologisch-maatschappelijk standpunt innemen.

4


OVERZICHT LEERINHOUDEN VOOR HET EERSTE LEERJAAR (ca. 25 lestijden) FUNDAMENTEEL DEEL (ca. 13 lestijden) Algemene principes F-I

CELLEER (ca. 5 lestijden)

1 1.1 1.2

Lichtmicroscopische bouw van cellen Lichtmicroscopisch onderzoek Algemene bouw (synthese)

2 2.1 2.2

Elektronenmicroscopische bouw van cellen Eenheidsmembraan Elektronenmicroscopische bouw van de eukaryote cel

F-2

STOF- EN ENERGIEWISSELING (ca. 8 lestijden)

1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5 1.6

Stoffen in de cel Water en mineralen Sachariden Lipiden Proteïnen Enzymen ATP

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Energetische omzettingen in een cel Fotosynthese Chemosynthese Aërobe ademhaling Anaërobe ademhaling

3

Overzicht van het celmetabolisme

OPTIONEEL DEEL (ca. 12 lestijden) SAMEN TE STELLEN UIT: O-1

HISTOLOGIE EN ANATOMIE HOGERE PLANTEN (ca. 6 lestijden)

1 1.1 1.2

Histologie Meristemen Permanente weefsels

2 2.1 2.2 2.3

Anatomie Wortel Stengel Blad

5


O-2

ECOLOGIE (ca. 6 lestijden)

Studie van een biotoop (dagexcursie Æ ecologisch practicum) 1 1.1 1.2 1.3

Abiotische factoren Topografische gegevens Meten van relevante parameters Ecologische betekenis abiotische factoren

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Biotische factoren Inventarisatie en biodiversiteit Populatiedichtheid/bedekkingsgraad Relaties tussen organismen Invloed van de mens op de biotoop

3

Biogeochemische cycli van N en P

4

Energieflux

O-3

HOMEOSTASE (ca. 6 lestijden)

1

Begrippen

2 2.1 2.2 2.3 2.4

Homeostatische controlemechanismen Thermoregulatie Osmoregulatie Excretie Zuur-baseregulatie

VOOR HET TWEEDE LEERJAAR (ca. 25 lestijden) FUNDAMENTEEL DEEL (ca. 13 lestijden) F-3

ERFELIJKE INFORMATIE IN DE CEL (ca. 6 lestijden)

1

Algemene bouw prokaryote en eukaryote cel

2 2.1 2.1.1 2.1.2 2.1.3 2.1.4 2.1.5 2.1.6

Erfelijke informatie in de eukaryote cel De cel in interfase Bouw van de kern Nucleïnezuren DNA als codesysteem DNA-replicatie DNA en eiwitsynthese Genmutaties en eiwitsynthese

F-4

BIOTECHNOLOGIE (ca. 7 lestijden)

1

Natuurlijke genenoverdracht

2

Principe van recombinant-DNA-technologie

3

Genetische identificatie via doelgerichte recombinant-technieken

4

Mogelijke toepassingen van recombinant-technieken

6


OPTIONEEL DEEL (ca. 12 lestijden) SAMEN TE STELLEN UIT: O-4

VOORTPLANTING EN ONTWIKKELING BIJ DE MENS (ca. 6 lestijden)

1 1.1 1.2

Bouw en werking van de voortplantingsorganen Mannelijke voortplantingsorganen Vrouwelijke voortplantingsorganen

2

Gametogenese

2.1 2.2

Spermatogenese Ovogenese

3

Bevruchting

4

Embryonale ontwikkeling

5

Geboorte

O-5

ERFELIJKHEIDSLEER (ca. 6 lestijden)

1

Basisbegrippen

2

Wetten van Mendel

3 3.1 3.2 3.3

Verdere erfelijkheidsbegrippen Terugkruising Gekoppelde genen, overkruising, recombinantie en genenkaart Seksratio en geslachtsgebonden overerving

4 4.1 4.2 4.3 4.4

Mutaties Genmutaties Chromosoommutaties Genoommutaties Gentherapie

O-6

IMMUNOLOGIE (ca. 6 lestijden)

1

Eerstelijnsafweer

2

Afweer op het tweede niveau

3

Afweer van binnenin

3.1

Celafhankelijke reacties

3.2

Humorale reacties

4

Falen van het immunologisch systeem

5

Toepassingen

7


O-6

EVOLUTIELEER (ca. 6 lestijden)

1

Aanwijzingen voor evolutie

2

Verloop van de evolutie

3

Evolutietheorieën

4

Afstamming van de mens

Omwille van de leesbaarheid worden de leerplandoelstellingen en de leerinhouden in afzonderlijke cellen geplaatst per hoofdstuk. Wegens de uitgebreidheid worden specifieke pedagogisch-didactische wenken en voorstellen van timing in een aparte rubriek opgenomen. De niet-verplichte uitbreidingsdoelstellingen zijn met de letter ‘U’ aangeduid.

8


9

LEERPLANDOELSTELLINGEN / LEERINHOUDEN DECR. NR.

LEERPLANDOELSTELLINGEN

LEERINHOUDEN

De leerlingen kunnen

1 kenmerken van een gezonde levenswijze verklaren; 2 illustreren dat biologisch verantwoord handelen noodzakelijk is voor het individu; 3 een kritisch oordeel formuleren over de wisselwerking tussen biologische en maatschappelijke ontwikkelingen; 4 macroscopische en microscopische observaties verrichten in het kader van experimenteel biologisch onderzoek; 5 biologische verbanden in schema's of andere ordeningsmiddelen weergeven; 6 informatie op gedrukte en elektronische dragers opzoeken, raadplegen en zelfstandig verwerken: 7 studie- en beroepsmogelijkheden opnoemen waarvoor biologische kennis noodzakelijk is. 8 aandacht opbrengen voor de eigen gezondheid en die van anderen.

ALGEMENE PRINCIPES De doelstellingen hiernaast zijn niet aan een welbepaalde vakinhoud gebonden. Ze worden in de volgende hoofdstukken geïntegreerd.


DECR. NR.

10

LEERINHOUDEN

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen F-1

CELLEER celorganellen, zowel op lichtmicroscopisch als op elektronenmicroscopisch niveau, benoemen en functies ervan aangeven;

1

Lichtmicroscopische bouw van cellen

1.1 enkele cellen bekijken met de lichtmicroscoop, tekenen en onderdelen ervan benoemen;

1.1

Lichtmicroscopisch onderzoek

1.2 de algemene bouw van de cel, gezien door de lichtmicroscoop, bespreken;

1.2

Algemene bouw

2

Elektronenmicroscopische bouw van cellen

2.1

Eenheidsmembraan

2.2

Elektronenmicroscopische bouw van eukaryote cellen

2.1.1 enkele verschillen tussen prokaryote en eukaryote cellen aangeven; 2.1.2

de bouw van het eenheidsmembraan weergeven;

2.1.3 de verschillende manieren van transport doorheen membranen verklaren; 2.2.1

de samenstelling van de cytosol geven;

2.2.2 celorganellen herkennen, hun structuur beschrijven en functies ervan opnoemen;


DECR. NR.

11

LEERINHOUDEN


STOF- EN ENERGIEWISSELING 1.1 het belang van water en mineralen voor de celstructuur en het celmetabolisme toelichten; 1.2.1 de chemische structuur van sachariden herkennen en verduidelijken; 1.2.2

het belang van sachariden toelichten;

1.3.1 de chemische structuur van lipiden herkennen en verduidelijken; 1.3.2

1

Stoffen in de cel

1.1

Belang van water en mineralen voor de cel

1.2

Chemische structuur en belang van sachariden

1.3

Chemische structuur en belang van lipiden

1.4

Chemische structuur en belang van proteïnen

1.5

Chemische structuur en belang van enzymen

1.6

Chemische structuur en belang van ATP

het belang van lipiden toelichten;

1.4.1 de chemische structuur van proteïnen herkennen en verduidelijken; 1.4.2

het belang van proteïnen toelichten;

1.5.1 de chemische structuur van enzymen herkennen en verduidelijken en de werking van de enzymen aantonen; 1.5.2

het belang van enzymen toelichten;

1.6.1 de chemische structuur van adenosinetrifosfaat (ATP) herkennen en verduidelijken; 1.6.2. het belang van ATP toelichten;


DECR. NR.

12

LEERINHOUDEN

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 2 2.1 het fotosyntheseproces aan de hand van eenvoudige schema’s beschrijven, indelen in foto- en thermochemische 2.1 reacties, situeren in de chloroplast;

Energetische omzettingen in een cel

2.2 2.2 het begrip chemosynthese verwoorden, met voorbeelden illustreren en verschilpunten aangeven met het fotosyntheseproces; 2.3

Chemosynthese Aërobe ademhaling

2.3 de aërobe ademhaling aan de hand van eenvoudige schema’s beschrijven;

2.4

Anaërobe ademhaling

3

Overzicht van het celmetabolisme

Fotosynthese

2.4 de anaërobe ademhaling beschrijven en de verschilpunten aantonen met de aërobe ademhaling;

3 een eenvoudig schema opstellen van de celstofwisseling en de relaties tussen de verschillende processen toelichten; O-1

HISTOLOGIE EN ANATOMIE VAN HOGERE PLANTEN 1.1 de begrippen primair en secundair meristeem uitleggen aan de hand van voorbeelden; 1.2.1 ven;

de bouw van diverse permanente weefsels beschrij-

1.2.2 de functie(s) van diverse permanente weefsels verwoorden;

1

Histologie

1.1

Meristemen

1.2

Permanente weefsels


DECR. NR.

13

LEERINHOUDEN

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen

2.1.1 de bouw van een dwarse doorsnede van een monocotyle wortel toelichten 2.1.2 de bouw van een dwarse doorsnede van een dicotyle wortel toelichten; 2.2.1 de bouw van een dwarse doorsnede van een primaire monocotyle stengel toelichten; 2.2.2 de bouw van een dwarse doorsnede van een primaire dicotyle stengel toelichten;

2

Anatomie

2.1

Wortel

2.2

Primaire weefsels in de stengel

2.3

Secundaire weefsels in de dicotyle stengel

2.4

Blad

2.3 de bouw van een dwarse doorsnede van een secundaire dicotyle stengel toelichten 2.4 de bouw van een dwarse doorsnede van een blad toelichten

O-2

ECOLOGIE: biotoopstudie 1.1 de biotoop lokaliseren op kaart en het omringende landschap beschrijven;

1

Abiotische factoren

1.1

Topografische gegevens

1.2 technieken toepassen om de abiotische factoren van een biotoop te meten;

1.2

Meten van relevante parameters: temperatuur, wind, licht, lucht druk, luchtvochtigheid, organische en anorganische bestanddelen van water of bodem en pH

1.3

Ecologische betekenis abiotische factoren

1.3 de ecologische betekenis beschrijven van de gemeten abiotische factoren;


DECR. NR.

14

LEERINHOUDEN


2

Biotische factoren

2.1

Inventarisatie en biodiversiteit

2.2 enkele technieken toepassen om de populatiedichtheid/bedekkingsgraad in een biotoop te bepalen;

2.2

Populatiedichtheid/bedekkingsgraad

2.3

de relaties beschrijven tussen de biotische factoren;

2.3

Relaties tussen organismen

2.4

de invloed van de mens op de biotoop bespreken;

2.4

Invloed van de mens op de biotoop

3 de biogeochemische cycli van stikstof en fosfor beschrijven;

3

Biogeochemische cycli van N en P

4

4

Energieflux

2.1 enkele technieken toepassen om de aanwezige organismen te inventariseren;

de energieflux in een biotoop bespreken;

O-3

HOMEOSTASE 1

met voorbeelden het begrip homeostase illustreren;

1

Begrippen

2

Homeostatische controlemechanismen

2.1

Thermoregulatie

met voorbeelden de osmoregulatie bespreken;

2.2

Osmoregulatie

2.3

met voorbeelden de excretie bespreken;

2.3

Excretie

2.4

met voorbeelden de zuur-baseregulatie bespreken;

2.4

Zuur-baseregulatie

2.1

met voorbeelden de thermoregulatie bespreken;

2.2


DECR. NR.

15

LEERINHOUDEN


ERFELIJKE INFORMATIE IN DE CEL 1.1 de algemene bouw van de prokaryote en eukaryote cel bespreken;

1

Algemene bouw van de prokaryote en eukaryote cel

2

Erfelijke informatie in de eukaryote cel

1.2 het verschil tussen prokaryote en eukaryote cel aangeven;

2.1.1

de bouw van de kern in de interfase bespreken;

2.1 2.1.2 de bouw van de nucleïnezuren DNA en RNA bespre2.1.1 ken en vergelijken; 2.1.3

het DNA als codesysteem bespreken;

2.1.4 in een celcyclus van de DNA-replicatie situeren en het verloop ervan uitleggen; 2.1.5

het mechanisme van de eiwitsynthese bespreken;

2.1.6 de invloed van genmutaties op de eiwitsynthese uitleggen;

De cel in de interfase Bouw van de kern

2.1.2

Nucleïnezuren DNA en RNA

2.1.3

DNA als codesysteem

2.1.4

DNA-replicatie

2.1.5

DNA en eiwitsynthese

2.1.6

Genmutaties en eiwitsynthese


DECR. NR.

16

LEERINHOUDEN


BIOTECHNOLOGIE 1.1 de verschillen beschrijven die bestaan tussen prokaryoten en eukaryoten; 1.2

1

Natuurlijke genenoverdracht

de levenscyclus van een bacteriofaag beschrijven;

1.3 het mechanisme van transductie in prokaryoten beschrijven;

2.1

een methode voor de splitting van genen beschrijven; 2

Principe van recombinant-DNA-technologie

2.2 het proces van genen-recombinatie in schema voorstellen en hierbij het belang van de noodzakelijke enzymen duiden; 2.3 sen;

in dit schema het gebruik van ‘markeergenen’ schet-

3.1 het praktische gebruik van PCR, RFLP en VNTR toelichten aan de hand van een schematische voorstelling; 3.2 in principe beschrijven hoe genenkaarten tot stand komen; 3.3 het nut van mitochondriaal-DNA bij verwantschapsonderzoek beschrijven;

3

Genetische identificatie via doelgerichte recombinanttechnieken


DECR. NR.

17

LEERINHOUDEN


4 toepassingen van recombinant-technologie beschrijven in de praktijk met een voorbeeld vanuit de landbouw en een voorbeeld vanuit de geneeskunde;

4

O-4

Mogelijke toepassingen van recombinant-technieken

VOORTPLANTING EN ONTWIKKELING BIJ DE MENS 1.1 de primaire en secundaire geslachtskenmerken bij de man bespreken en hun biologische betekenis toelichten; 1 1.2.1 de primaire en secundaire geslachtskenmerken bij de 1.1 vrouw bespreken en hun biologische betekenis toelichten; 1.2 1.2.2 de rol van geslachtshormonen bij de menstruatiecyclus toelichten;

2.1 de spermatogenese bespreken en de rol van geslachtshormonen toelichten; 2.2

de ovogenese bespreken;

3

het mechanisme van de bevruchting uitleggen;

Bouw en werking van de voortplantingsorganen Mannelijke voortplantingsorganen Vrouwelijke voortplantingsorganen

2

Gametogenese

2.1

Spermatogenese

2.2

Ovogenese

3

Bevruchting


DECR. NR.

18

LEERINHOUDEN


4.1 de opeenvolgende stadia in de kiembladvorming bespreken; 4.2

4

Embryonale ontwikkeling

5

Geboorte

het ontstaan van meerlingen uitleggen;

4.3 het verloop van de bevruchting, de ontwikkeling van de vrucht en de geboorte beschrijven; 4.4 enkele negatieve invloeden op de embryonale ontwikkeling opnoemen;

5

de bevalling beschrijven;

O-5

ERFELIJKHEIDSLEER 1 de basisbegrippen gen, genlocus, allel, homozygoot, 1 heterozygoot, multiple allelen, genotype, fenotype, dominant, recessief en co-dominant (intermediair) fenotype formuleren en met een voorbeeld illustreren;

2

de drie wetten van Mendel formuleren;

de wetten toepassen in een aantal erfelijkheidsoefeningen over mono- en dihybride kruisingen, ook bij de mens; de wetten toepassen bij het ontleden van stambomen;

2

Basisbegrippen

Wetten van Mendel


DECR. NR.

19

LEERINHOUDEN

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen 3.1 het begrip testkruising formuleren met behulp van een eenvoudig voorbeeld;

3

Verdere erfelijkheidsbegrippen

3.1

Terugkruising

3.2

Gekoppelde genen, overkruising, recombinantie en genenkaart

3.3 de seksratio bespreken aan de hand van een kruisingsschema;

3.3

Seksratio en geslachtsgebonden overerving

de overerving van geslachtgebonden kenmerken met voorbeelden illustreren;

3.4

Polygenie

3.2 het verschil formuleren tussen gekoppelde en nietgekoppelde genen; aantonen dat er tijdens de meiose door overkruising genen uitgewisseld kunnen worden tussen homologe chromosomen; toelichten dat de kans op overkruising groter wordt naarmate gekoppelde genen zich verder van elkaar bevinden op het chromosoom; hieruit de conclusie trekken dat genen aan de hand van overkruisingsfrequenties ten opzichte van elkaar gelokaliseerd kunnen worden op een genenkaart; aan de hand van een tabel met overkruisingsfrequenties een genenkaart opstellen;

3.4 het begrip polygenie formuleren en illustreren met voorbeelden;


DECR. NR.

20

LEERINHOUDEN


4.1 uitleggen hoe een genmutatie tot een erfelijke ziekte bij de mens kan leiden; een voorbeeld beschrijven van een autosomaal-dominante, een autosomaal-recessieve en een geslachtsgebonden ziekte bij de mens; 4.2

Mutaties

4.1

Genmutaties

4.2

Chromosoommutaties

4.3

Genoommutaties

4.4

Gentherapie

enkele types van chromosoommutaties opsommen;

voorbeelden beschrijven van een chromosoommutatie bij de mens; 4.3

4

uitleggen wat een genoommutatie is;

voorbeelden van genoommutatie bij de mens beschrijven; 4.4 verklaren hoe men door gentherapie bepaalde erfelijke ziekten kan bestrijden aan de hand van een voorbeeld;

U

O-6

IMMUNOLOGIE 1.1 structuren beschrijven die betrokken zijn bij de herkenning en de afweer van ‘non-self’-materiaal. 1.2 functies van de secreties betreffende afweer beschrijven en herkennen.

1

Eerstelijnsafweer


DECR. NR.

21

LEERINHOUDEN


2.2 vrijstelling van histamines en het inductieproces van het complement beschrijven; 2.3

2

Afweer op tweede niveau

het proces van heling en herstel beschrijven;

2.4 een algemene ontstekingsreactie schematisch weergeven;

3 3 celafhankelijke reacties onderscheiden van humorale reacties; 3.1

4.1 ven;

verschillende types van allergische reacties beschrij-

Afweer van binnenin Celafhankelijke reacties

3.2

Humorale reacties

4

Falen van het immunologisch systeem

4.2 beschrijven wat er gebeurt wanneer het afweersysteem faalt aan de hand van een voorbeeld (aids, kanker,....);

5 de verworven kennis kaderen in een aantal praktisch 5 gerichte contexten (bloedtransfusie, transplantaties, vaccinaties, verhouding foetus en moeder, borstvoeding, .....);

Toepassingen


DECR. NR.

22

LEERINHOUDEN

LEERPLANDOELSTELLINGEN De leerlingen kunnen O-7

EVOLUTIELEER 1 een aantal argumenten voor het bestaan van de biologische evolutie formuleren uit meerdere wetenschapsdomeinen;

2

de ouderdom van het leven op aarde aangeven;

1

Aanwijzingen voor evolutie

2

Verloop van de evolutie

3

Evolutietheorieën

enkele mijlpalen in de evolutie van het leven op aarde in de juiste chronologie plaatsen; de in de tijd toenemende differentiatie en specialisatie met voorbeelden uit het plantenrijk en het dierenrijk illustreren;

3

de theorie van Lamarck formuleren en bespreken;

de belangrijkste facetten van Darwins evolutietheorie verwoorden; onder woorden brengen dat hedendaagse opvattingen over evolutie het gevolg zijn van ontwikkelingen in meerdere wetenschappelijke disciplines; de rol van mutatie, geslachtelijke voortplanting en isolatie in de evolutie verklaren;


DECR. NR.

23

LEERINHOUDEN


4 enkele belangrijke anatomische en gedragsmatige verschillen en gelijkenissen tussen mensen en mensapen opsommen; Afrika als bakermat van de mens noemen; de mensachtigen beschrijven als rechtop lopende primaten met kleine hersenen; de samenhang tussen grotere hersenen, dierlijk voedsel en het maken van werktuigen bespreken; Homo erectus beschrijven als de eerste mens die zich overal in de Oude wereld vestigde; Neanderthaler en huidige mens als nakomelingen van Homo erectus noemen;

4

Afstamming van de mens


24

ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Om een optimaal rendement te bekomen is het noodzakelijk dat de cursus Toegepaste biologie aansluit met de vroegere lessen biologie. Het schoolteam zal zorgen voor een samenhangend en gestructureerd studiepakket. Horizontale coördinatie tussen de Technische vakken (TV) onderling en tussen de Technische vakken (TV) en de Algemenen vakken (AV) is noodzakelijk. Experimenten spelen een belangrijke rol bij het verwezenlijken van de cognitieve, affectieve en psychomotorische doelstellingen van deze cursus, omdat ze bijdragen tot de ontwikkeling van een groot aantal attitudes. Een groot deel van de beschikbare tijd dient daarom te worden voorbehouden voor demonstratieproeven en voor experimenteel werk door de leerlingen. Het realiseren van vakspecifieke vaardigheden en attitudes en de belangrijkste vakdidactische principes (aanschouwelijkheidprincipe, individualisatieprincipe en belangstellingsprincipe) is gebonden aan bepaalde beperkingen qua groepsgrootte. Toegepaste biologie impliceert een toegepast karakter, met de klemtoon op de zelfwerkzaamheid van de leerlingen. Een werkbare splitsingsnorm verdient de voorkeur. De leerkracht beschikt over de nodige didactische hulpmiddelen: vers (of geconserveerd) materiaal, micropreparaten, modellen, organen, transparanten, dia's, wandplaten, videofilms, tijdschriften enz. Een goede jaarplanning is belangrijk. Het leerplan is uitgewerkt op basis van minimaal 25 effectieve lesweken per schooljaar. De resterende weken worden gebruikt voor uitdieping en/of verbreding van de leerstof, in functie van de specifieke klassituatie.


25

1. Begeleid zelfstandig leren 1.1 Wat? Met begeleid zelfgestuurd leren bedoelen we het geleidelijk opbouwen van een competentie naar het einde van het secundair onderwijs, waarbij leerlingen meer en meer het leerproces zelf in handen gaan nemen. Zij zullen meer en meer zelfstandig beslissingen leren nemen in verband met leerdoelen, leeractiviteiten en zelfbeoordeling. Dit houdt onder meer in dat: −

de opdrachten meer open worden;

−

er meerdere antwoorden of oplossingen mogelijk zijn;

−

de leerlingen zelf keuzes leren maken en die verantwoorden;

−

de leerlingen zelf leren plannen;

−

er feedback is op proces en product;

−

er gereflecteerd wordt op leerproces en leerproduct.

De leraar is ook coach, begeleider. De impact van de leerlingen op de inhoud, de volgorde, de tijd en de aanpak wordt groter. 1.2. Waarom? Begeleid zelfgestuurd leren sluit aan bij enkele pijlers van ons Pedagogisch Project (PPGO), o.m. −

leerlingen zelfstandig leren denken over hun handelen en hierbij verantwoorde keuzes leren maken;

−

leerlingen voorbereiden op levenslang leren;

−

het aanleren van onderzoeksmethodes en van technieken om de verworven kennis adequaat te kunnen toepassen.

Vanaf het kleuteronderwijs worden werkvormen gebruikt die de zelfstandigheid van kinderen stimuleren, zoals het gedifferentieerd werken in groepen en het contractwerk. Ook in het voortgezet onderwijs wordt meer en meer de nadruk gelegd op de zelfsturing van het leerproces in welke vorm dan ook. Binnen de vakoverschrijdende eindtermen, meer bepaald ‘Leren leren’, vinden we aanknopingspunten als: −

keuzebekwaamheid;

−

regulering van het leerproces;

−

attitudes, leerhoudingen, opvattingen over leren.

In onze (informatie)maatschappij wint het opzoeken en beheren van kennis voortdurend aan belang. 1.3 Hoe te realiseren? Het is belangrijk dat bij het werken aan de competentie de verschillende actoren hun rol opnemen: −

de leraar als coach, begeleider;

−

de leerling gemotiveerd en aangesproken op zijn ‘leer’kracht;

−

de school als stimulator van uitdagende en creatieve onderwijsleersituaties.

De eerste stappen in begeleid zelfgestuurd leren zullen afhangen van de doelgroep en van het moment in de leerlijn ‘Leren leren’, maar eerder dan begeleid zelfgestuurd leren op schoolniveau op te starten is ‘klein beginnen’ aan te raden.


26

Vanaf het ogenblik dat de leraar zijn leerlingen op min of meer zelfstandige manier laat −

doelen voorop stellen − strategieën kiezen en ontwikkelen − oplossingen voorstellen en uitwerken − stappenplannen of tijdsplannen uitzetten − resultaten bespreken en beoordelen; − reflecteren over contexten, over proces en product, over houdingen en handelingen − verantwoorde conclusies trekken − keuzes maken en die verantwoorden is hij al met een of ander aspect van begeleid zelfgestuurd leren bezig. 2. ICT 2.1

Wat?

Onder ICT verstaan we het geheel van computers, netwerken, internetverbindingen, software, simulatoren, enz. Telefoon, video, televisie en overhead worden in deze context niet expliciet meegenomen. 2.2

Waarom?

De recente toevloed van informatie maakt levenslang leren een noodzaak voor iedereen die bij wil blijven. Maatschappelijke en onderwijskundige ontwikkelingen wijzen op het belang van het verwerven van ICT. Enerzijds speelt het in op de vertrouwdheid met de beeldcultuur en de leefwereld van jongeren. Anderzijds moeten jongeren niet alleen in staat zijn om nieuwe media efficiënt te gebruiken, maar is ICT ook een hulpmiddel bij uitstek om de nieuwe onderwijsdoelen te realiseren. Het nastreven van die competentie veronderstelt onderwijsvernieuwing en aangepaste onderwijsleersituaties. Er wordt immers meer en meer belang gehecht aan probleemoplossend denken, het zelfstandig of in groep leren werken, het kunnen omgaan met enorme hoeveelheden aan informatie, ... In bepaalde gevallen maakt ICT deel uit van de vakinhoud en is ze gericht op actieve beheersing van bijvoorbeeld een softwarepakket binnen de lessen informatica. In de meeste andere vakken of bij het nastreven van vakoverschrijdende eindtermen vervult ICT een ondersteunende rol. Door de integratie van ICT kunnen leerlingen immers: −

het leerproces zelf in eigen handen nemen;

−

zelfstandig en actief leren omgaan met les- en informatiemateriaal;

−

op eigen tempo werken en een eigen parcours kiezen (differentiatie en individualisatie).

2.3

Hoe te realiseren?

In de eerste graad van het SO kunnen leerlingen adequaat of onder begeleiding elektronische informatiebronnen raadplegen. In de tweede en nog meer in de derde graad kunnen de leerlingen ‘spontaan’ gegevens opzoeken, ordenen, selecteren en raadplegen uit diverse informatiebronnen en –kanalen met het oog op de te bereiken doelen. Er bestaan verschillende mogelijkheden om ICT te integreren in het leerproces. Bepaalde programma’s kunnen het inzicht verhogen d.m.v. visualisatie, grafische voorstellingen, simulatie, het opbouwen van schema’s, stilstaande en bewegende beelden, demo, ... Databanken en het Internet kunnen gebruikt worden om informatie op te zoeken. Wegens het grote aanbod aan informatie is het belangrijk dat de leerlingen op een efficiënte en een kritische wijze leren omgaan met deze informatie. Extra begeleiding in de vorm van studiewijzers of instructiekaarten is een must. Om tot een kwaliteitsvol eindresultaat te komen, kunnen leerlingen de auteur (persoon, organisatie, ...), de context, andere bronnen die de inhoud bevestigen en de onderzoeksmethode toevoegen. Dit zal het voor de leraar gemakkelijker maken om het resultaat en het leerproces te beoordelen.


27

De resultaten van individuele of groepsopdrachten kunnen gekoppeld worden aan een mondelinge presentatie. Het programma ‘PowerPoint’ kan hier ondersteunend werken. Men kan resultaten en/of informatie uitwisselen via e-mail, blackboard, chatten, nieuwsgroepen, discussiefora, ... ICT maakt immers allerlei nieuwe vormen van directe en indirecte communicatie mogelijk. Dit is zeker een meerwaarde omdat ICT zo de mogelijkheid biedt om niet alleen interscolaire projecten op te zetten, maar ook om de communicatie tussen leraar en leerling (uitwisselen van cursusmateriaal, planningsdocumenten, toetsen examenvragen, ...) en leraren onderling (uitwisseling lesmateriaal) te bevorderen. Sommige programma’s laten toe op graduele niveaus te werken. Ze geven de leerling de nodige feedback en remediëring gedurende het leerproces (= zelfreflectie en -evaluatie).

3. VOET 3.1

Wat?

Vakoverschrijdende eindtermen (VOET) zijn minimumdoelstellingen, die -in tegenstelling tot de vakgebonden eindtermen - niet gekoppeld zijn aan een specifiek vak, maar door meerdere vakken of onderwijsprojecten worden nagestreefd. De VOET worden volgens een aantal vakoverschrijdende thema's geordend: leren leren, sociale vaardigheden, opvoeden tot burgerzin, gezondheidseducatie, milieueducatie en muzisch-creatieve vorming. De school heeft de maatschappelijke opdracht om de VOET volgens een eigen visie en stappenplan bij de leerlingen na te streven (inspanningsverplichting). 3.2

Waarom?

Het nastreven van VOET vertrekt vanuit een bredere opvatting van leren op school en beoogt een accentverschuiving van een eerder vakgerichte ordening naar meer totaliteitsonderwijs. Door het aanbieden van realistische, levensnabije en concreet toepasbare aanknopingspunten, worden leerlingen sterker gemotiveerd en wordt een betere basis voor permanent leren gelegd. VOET vervullen een belangrijke rol bij het bereiken van een voldoende brede en harmonische vorming en behandelen waardevolle leerinhouden, die niet of onvoldoende in de vakken aan bod komen. Een belangrijk aspect is het realiseren van meer samenhang en evenwicht in het onderwijsaanbod. In dit opzicht stimuleren VOET scholen om als een organisatie samen te werken. De VOET verstevigen de band tussen onderwijs en samenleving, omdat ze tegemoetkomen aan belangrijk geachte maatschappelijke verwachtingen en een antwoord proberen te formuleren op actuele maatschappelijke vragen. 3.2

Hoe te realiseren?

Het nastreven van VOET is een opdracht voor de hele school, maar individuele leraren kunnen op verschillende wijzen een bijdrage leveren om de VOET te realiseren. Enerzijds door binnen hun eigen vakken verbanden te leggen tussen de vakgebonden doelstellingen en de VOET, anderzijds door thematisch onderwijs (teamgericht benaderen van vakoverschrijdende thema's), door projectmatig werken (klas- of schoolprojecten, intra- en extra-muros), door bijdragen van externen (voordrachten, uitstappen). Het is een opdracht van de school om via een planmatige en gediversifieerde aanpak de VOET na te streven. Ondersteuning kan gevonden worden in pedagogische studiedagen en nascholingsinitiatieven, in de vakgroepwerking, via voorbeelden van goede school- en klaspraktijk en binnen het aanbod van organisaties en educatieve instellingen.


28

SPECIFIEKE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Bij de uitwerking van dit leerplan zal een eigen opbouw en accent kunnen gelegd worden in functie van leerlingen, de labo-uitrusting, de interesse, enz. Bij de uitwerking van voorliggend leerplan zullen zich, zowel in het eerste als in het tweede leerjaar, ongetwijfeld heel wat mogelijkheden voordoen om de relevantie van de biologie in de samenleving te beklemtonen en het verband te leggen met beroepen die bij de behandelde leerinhouden aanleunen. Waar de gelegenheid zich voordoet kan de leerkracht de aandacht vestigen op het belang van het vak voor een latere studie- of beroepskeuze. Informatie op dat gebied kan o.a. ingewonnen worden op de website van de Vereniging voor het Onderwijs in de Biologie, de milieuleer en de gezondheidseducatie (http://www.vob-ond.be/), in de Centra voor Leerlingenbegeleiding (CLB’s) en bij onderwijsinstellingen die verantwoordelijk zijn voor de curricula van de aangeboden opleidingen. EERSTE LEERJAAR F-1

CELLEER (ca.5 lestijden)

1.1 Aan de hand van lichtmicroscopische practica wordt de vroegere opgedane kennis over de cel en haar structuren uitgebreid. Men zal de leerlingen zoveel mogelijk zelf preparaten laten maken. Van de onderzochte preparaten worden door de leerlingen duidelijke tekeningen gemaakt, waarop de onderdelen met de juiste wetenschappelijke naam worden aangeduid. Met kleurtechnieken kunnen sommige celorganellen duidelijker waargenomen worden. Een klassikale bespreking van beeldmateriaal kan deze celpractica aanvullen. De cytoplasmastroming is gemakkelijk te observeren in cellen van waterpest en is een uiting van leven van het cytoplasma. 1.2 De verschillende celstructuren die in diverse gedifferentieerde cellen worden aangetroffen, worden nu samengebracht. Zo kan men komen tot een schematische voorstelling van een ‘type-cel’. De verschillende celorganellen worden hierop met de juiste wetenschappelijke term aangeduid. De celwand, typisch voor plantencellen, wordt afzonderlijk behandeld. Men legt de nadruk op de vorming, de bouw en de chemische samenstelling van de verschillende lagen (middenlamel, primaire, secundaire en tertiaire wand). 2.1.1. Een korte bespreking van de bouw en werking van de elektronenmicroscoop kan als inleiding gegeven worden. Door bespreking en analyse van elektronenmicroscopisch beeld kan men afleiden dat de cellen van prokaryoten veel eenvoudiger gebouwd zijn dan deze van de eukaryoten. 2.1.2 De celinhoud is omgeven door een membraan en wordt ook binnenin door membranen in meerdere celcompartimenten verdeeld. Daardoor kunnen verschillende reacties tegelijkertijd, in van elkaar gescheiden reactieruimten (celorganellen) plaatsvinden. Celmembranen zijn altijd volgens hetzelfde schema opgebouwd. Men spreekt daarom van een eenheidsmembraan. 2.1.3 Men herhaalt de begrippen diffusie, dialyse, osmose en actief transport. Plasmolyse, deplasmolyse en turgescentie worden experimenteel aangebracht. Het plasmolyse-deplamolyseverschijnsel kan proefondervindelijk gebruikt worden om de functie van het celmembraan aan te tonen en om op de elasticiteit van celmembranen bij plantencellen te wijzen. Endocytose, pinocytose, fagocytose en exocytose kunnen aan de hand van een schematische voorstelling worden uitgelegd.


29

2.2.1 Bij de behandeling van de elektronenmicroscopische bouw van de eukaryote cel wijst men eerst op de aanwezigheid van een cytosol. De cytosol is omgeven door een plasmamembraan. Enkele functies van de cytosol en het plasmamembraan worden behandeld. 2.2.2 Naargelang hun bouw kan men de celorganellen van de eukaryote cel in drie groepen onderbrengen: -

organellen zonder membraan (ribosomen, centriolen, microtubuli);

-

organellen met een enkelvoudig eenheidsmembraan (endoplasmatisch reticulum, golgisysteem, lysosomen, vacuolen);

-

organellen met een dubbel eenheidsmembraan (celkern, mitochondriën, plastiden).

De bouw en functies van de diverse organellen worden besproken. Als didactische hulpmiddelen kunnen elektronenmicroscopische foto’s gebruikt worden. Een schematische voorstelling van een ‘type-eukaryote cel’ vormt een goede synthese. F-2

STOF- EN ENERGIEWISSELING (ca.8 lestijden)

1.1 Het belang van water en mineralen voor een cel wordt aan de hand van voorbeelden geïllustreerd. 1.2 Met behulp van schema’s, modellen of ict-diagrammen kan men de chemische structuur van mono-, di- en polysachariden verduidelijken. Men benadrukt het belang van sachariden voor de cel. 1.3 Een zelfde werkwijze kan gebruikt worden om de bouw en een eenvoudige indeling van lipiden te illustreren. Men benadrukt het belang van de lipiden voor de cel. 1.4 De chemische structuur van aminozuren, dipeptiden, polypeptiden en proteïnen wordt verduidelijkt. Er wordt aandacht besteed aan de ruimtelijke structuren van proteïnen. Men benadrukt het belang van proteïnen voor de cel en het organisme. 1.5 Bij de behandeling van de chemische structuur van enzymen kunnen de begrippen apo-enzym, coenzym worden vermeld. Via een paar eenvoudige enzymatische reacties kan de werking van enzymen besproken worden. Eigenschappen zoals enzymspecificiteit en substraatspecificiteit kunnen door eenvoudige schema’s geïllustreerd worden terwijl parameters zoals temperatuur en pH kunnen aangetoond worden via simulaties en/of experimenten. Real-time metingen kunnen de enzymwerking verduidelijken, evenals de invloed van pH en temperatuur (o.a. zetmeelafbraak met amylase met colorimeter en lipidenafbraak in melk met lipase met pH-meter). Steunend op hun katalytische rol kan een eenvoudige indeling van enzymen opgesteld worden en hun belang voor het celgebeuren besproken worden. 1.6 Aan de hand van de structuurformule kan men gemakkelijk de bouwstenen en het belang van ATP voor de energievoorziening in de cel bespreken. 2.1 De bellenproef van Sachs is ideaal om de globale reactievergelijking en de erbij horende parameters (monochromatisch licht, groen licht, blauw licht; temperatuur en koolstofdioxideconcentratie) van de fotosynthese aan te tonen. Via een eenvoudig schema van de fotochemische reacties kunnen de begrippen fotosysteem en fotolyse, in de cel verduidelijkt worden. De fotofluorescentieproef kan gebruikt worden voor de absorptie van licht door bladgroen uit te leggen, terwijl de indigokarmijnproef gebruikt kan worden om de productie van zuurstofgas aan te tonen. Real-timemeting kan aangewend worden om bepaalde processen te verduidelijken, zoals de afbraak van DCPIP in bladgroenextract o.i.v. licht (DCPIP als maatstaf voor de molecule NADPH). Pigmenten kunnen aangetoond worden via papier- of dunnelaagchromatografie. Enerzijds duidt men op het belang van licht en chlorofyl voor de reactie terwijl anderzijds het belang van de eindproducten (ATP en gereduceerde verbinding) wordt benadrukt.


30

De thermochemische (of donker)reacties worden via een eenvoudig schema verduidelijkt en de resultaten, zoals zetmeel, kunnen aangetoond worden 2.2 Men legt uit dat de energie, die vrijkomt bij een oxidatie, aangewend kan worden voor de reductie van koolstofdioxide terwijl verschillende stoffen als waterstofdonor kunnen fungeren. Bij voorkeur verwijzen naar nitrificerende en kleurloze zwavelbacteriën. Men vergelijkt foto- en chemosynthese en benadrukt het autotroof karakter van beide processen. 2.3 Het belang van energie voor alle levende cellen en organismen, ook autotrofen, wordt beklemtoond. Uit de glycolyse en de Krebscyclus leidt men vereenvoudigde reactievergelijkingen af. Het stapsgewijs vrijkomen van energie in de eindoxidatieketen wordt vereenvoudigd voorgesteld. Dit leidt tot een berekening van de energie-opbrengst per glucosemolecule in ATP-eenheden. Een rendementsbepaling van de ademhaling kan uitgewerkt worden. 2.4 Steunend op het voorgaande schema legt men uit dat bij een tekort aan zuurstofgas, glucose niet volledig verbrand wordt, maar dat energierijke verbindingen (zoals ethanol, melkzuur …) gevormd worden. Daaruit leidt men af dat de anaërobe ademhaling minder energie oplevert dan de aërobe. Via realtimemeting kan de vergisting van een gist/suikeroplossing gebruikt worden om de anaërobe ademhaling (druksensor) aan te tonen. 3 Klassikaal kan men een eenvoudig schema opstellen en de verbanden situeren tussen de verschillende besproken processen. Hierop steunend kan men enerzijds de synthese van proteïnen verklaren door het verband aan te tonen tussen de synthese van glucose en aminozuren. Anderzijds kan men de synthese van lipiden aantonen via het glucosemetabolisme en vetzuren. O-1

HISTOLOGIE EN ANATOMIE VAN HOGERE PLANTEN (6 lestijden)

1.1 Microscooppreparaten van worteltopmeristemen kunnen als voorbeeld van primaire meristemen onderzocht worden. Wondmeristeem en cambium kunnen als voorbeelden van secundaire meristemen aangehaald worden. 1.2 Via lichtmicroscopisch onderzoek van zelfgemaakte en vaste microscooppreparaten, foto’s en/of dia’s kunnen onderstaande weefsels naar bouw en functie(s) besproken worden: -

parenchym (chlorenchym, reserveparenchym, aërenchym, waterhoudend parenchym, palissade-, spons- en plooiparenchym)

-

dekweefsel (epidermis, cuticula, huidmondjes, epidermisharen, wortelharen)

-

steunweefsel (collenchym en sclerenchym)

-

transportweefsel (xyleem en floëem)

-

secretieweefsel.

2. Als inleiding kan een kort overzicht van het plantenrijk gegeven worden waarbij de nadruk wordt gelegd op volgende termen: sporenplanten, zaadplanten, naaktzadigen, bedektzadigen, monocotylen (eenzaadlobbigen) en dicotylen (tweezaadlobbigen). Enkel morfologische verschillen tussen monocotylen en dicotylen kunnen aangehaald worden (o.a. bladnervatuur en bloemsamenstelling) alsook enkele voorbeelden van monocotyle en dicotyle plantensoorten. Microscopisch onderzoek van dwarse doorsneden van wortel, stengel en blad vormen de basis van dit leerstofonderdeel. Foto’s en/of dia’s kunnen als aanvullend didactisch materiaal gebruikt worden. Dit hoofdstuk leent zich eveneens tot het leggen van verbanden met fysiologie, aanpassingen aan het milieu, constructiehout en fossielen.

TSO – 3e graad – optie Chemie TV Toegepaste biologie (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 1 lestijd/week) O-2

31

ECOLOGIE (6 lestijden)

De bedoeling van dit leerplanonderdeel is de leerlingen vertrouwd te maken met allerlei veldbiologische technieken. Een dagexcursie is hier dan ook aangewezen. Dit leerplanonderdeel leent zich eveneens tot een vakoverschrijdend meerdaags project (dat eventueel via een meerdaagse excursie kan gerealiseerd worden). TERRESTRISCH BIOTOOP Bereid de excursie en de toe te passen technieken goed voor: taakverdeling, overzichtelijke opnamebladen, voldoende determineertabellen en materiaal om de veldwaarnemingen te verzamelen, afspraken i.v.m. de naverwerking en het verslag. Een rondleiding en/of gesprekken met een natuurgids of een conservator van de biotoop kunnen zeer nuttig en verhelderend zijn. De leerlingen voeren de metingen zo veel mogelijk zelfstandig uit. 1.1 Topografische gegevens De biotoop wordt op een topografische kaart gesitueerd. De meet- of opnameplaatsen kunnen op de kaart aangebracht worden. 1.2 Abiotische factoren In functie van de biotoop, het seizoen, het aantal uren en het doel van de biotoopstudie bepaalt men welke abiotische factoren relevant zijn om te meten. Een overzicht: Temperatuur Men meet de luchttemperatuur en de bodemtemperatuur (eventueel op verschillende diepten). Licht Meestal wordt de relatieve lichtmeting uitgevoerd met behulp van een lichtmeter. Op elke meetplaats wordt (indien mogelijk) op verschillende tijdstippen van de dag en in de verschillende etages de lichtintensiteit gemeten. Wind Op de meetplaatsen bepaalt men de relatieve windsnelheid en de windrichting. Relatieve luchtvochtigheid Deze kan gemeten worden met een hygrometer en wordt best gedaan op verschillende tijdstippen van de dag. Luchtdruk Men kan met een barometer de luchtdruk bepalen. Bodem Boren van een bodemprofiel om de structuur van de bodem te bestuderen en zo een idee te krijgen van de historiek van het bodemgebruik. Van de verschillende lagen of diepten kan men dan grondstalen meenemen naar de klas voor de chemische analyse van de bodem. Wat kan allemaal bepaald worden van de bodem? Zuurtegraad De pH-meting gebeurt zo nodig op verschillende diepten. Watergehalte Na drogen bij 105 °C berekent men het massaverlies aan water; hieruit bepaalt men het percentage aan actueel water. Hangwater Een bepaald volume luchtdroge en gezeefde grond in een trechter wordt bevochtigd met een bepaald volume water. Uit het volume vastgehouden water wordt het percentage hangwater berekend. Doorsijpelingssnelheid Een bepaald volume luchtdroge en gezeefde grond in een trechter wordt verzadigd met water. Daarna giet men een bepaald volume water op het vochtig grondstaal. Men meet het volume doorgelopen water na een vooraf vastgestelde tijdspanne. Hieruit berekent men de doorsijpelingssnelheid (in ml/m). Humusgehalte Een bepaalde massa ovendroge en gezeefde grond wordt uitgegloeid. Uit het verschil in massa berekent men de percentage humus.


32

Anorganische ionen Ionen (bv. fosfaat-, ammonium-, nitriet- en nitraationen) in gedroogde grond kunnen na extractie worden kwantitatief bepaald met behulp van testkits voor de chemische analyse van water. EC-meting: meten van het elektrisch geleidingsvermogen van de bodem met een EC-meter (elektroconductiviteit) of met de geleidingssensor. Zuurbindend vermogen Bij een bepaalde massa gezeefde, gedroogde grond voert men een terugtitratie uit. Men kan de resultaten vergelijken met de overeenkomstige waarden aangegeven in een referentietabel. Actueel luchtgehalte Een stevig blik, met gaten in de bodem, wordt in de bodem geklopt. Het luchtdicht verpakt blik wordt in de klas verder verwerkt. Een identiek met water gevuld blik wordt in een beker water geplaatst. Het waterniveau wordt aangeduid. Daarna voert men hetzelfde uit met het grondstaal. Het volumeverschil, veroorzaakt door de opstijgende luchtbellen, wordt bepaald. Hieruit kan het percentage lucht worden berekend. Gehalte aan vaste deeltjes en totaal poriënvolume van de bodem Een bepaald volume ovendroge en gezeefde grond wordt zachtjes bij een bepaald volume water gegoten. Uit de niveauverschillen berekent men het percentage vaste deeltjes en het percentage poriën. Bodemprofiel het boren van een bodemprofiel met behulp van een grondboor. Tijdens de boring kunnen de grondstalen verzameld worden voor de chemische analyse en de textuur van de bodem. Bodemtextuur Men schudt luchtdroge gezeefde grond met water en laat het mengsel bezinken. Aan de hand van de bezinkingstijd kan men bepalen tot welke bodemtextuur de verscheidene fracties behoren. Uit de hoogte van de verscheidene fracties berekent men het percentage van elk. In de textuurdriehoek kan men de textuurklasse van de grond bepalen. Ook aan de hand van een drietal zeven (2 µm, 50 µm en 200 µm) kan men van een bepaalde massa uitgegloeide grond de massa van de drie fracties (zand, leem, klei) bepalen. De grotere fracties kunnen met het blote oog onderscheiden worden. Hieruit bepaalt men de massaprocenten. In de textuurdriehoek zoekt men dan de textuurklasse van de bodem op. 1.3. Ecologische betekenis van de abiotische factoren Bij de analyse en de bespreking van de waarnemingen kan een keuze gemaakt worden uit: -

de relatie tussen de fysische factoren (temperatuur, lucht, licht, water en bodem) en de topografische ligging van de biotoop.

-

de relatie tussen de windsnelheid, temperatuur, luchtvochtigheid en de bouw en het voorkomen van organismen. Het belang van de wind bij bestuiving, verspreiding van zaden, verspreiding van insecten en voortbeweging van vogels kan besproken worden. De relatie tussen de luchtsamenstelling en de luchtvervuiling en het voorkomen van bepaalde organismen (bv. korstmossen) kan aangehaald worden.

-

de relatie tussen het luchtgehalte, de bodemtextuur en het watergehalte. Het belang van lucht voor de ademhaling van bodemorganismen (wortels van planten, bodemdieren, bacteriën) kan besproken worden.

-

het verband tussen de pH-waarde en het zuurbindend vermogen. Ook de relatie met het kalkgehalte in de bodem kan aangebracht worden. Het belang van de zuurtegraad voor de oplosbaarheid van een aantal verbindingen, de afbraak van afgestorven organismen en het voorkomen van bepaalde organismen kan behandeld worden. De begrippen zuurminnende, neutraalminnende en kalkminnende planten kunnen daarbij aan bod komen.

Alle metingen i.v.m. de bodem kunnen in een overzichtelijke tabel samengebracht worden. Er worden relaties gelegd tussen de bodemeigenschappen onderling en het voorkomen van organismen in de biotoop. De eigenschappen van de bodemdeeltjes kunnen besproken worden. Er kunnen eveneens relaties gelegd worden met het voorkomen van bepaalde organismen en met de andere abiotische factoren (luchtgehalte, temperatuur).


33

2.1 Inventarisatie van de aanwezige organismen De leerlingen brengen de aanwezige soorten op naam aan de hand van determineertabellen. Deze gegevens kunnen dienen als basis om de indeling van de levende organismen te herhalen (vijfrijkensysteem) 2.2 Populatiedichtheid of bedekkingsgraad Men kan de bedekkingsgraad van de aanwezige planten bepalen volgens de techniek van BraunBlanquet, met de priemraammethode of andere. Binnen een bepaald proefoppervlak kunnen tellingen uitgevoerd worden van o.a. vogels, nesten van dieren, kleine zoogdieren, insecten, bodemdieren. 2.3 Relaties tussen de biotische factoren Door vergelijking van de waarnemingen tracht men een relatie te leggen tussen de populatiedichtheid of de bedekkingsgraad en andere biotische factoren. Indien mogelijk kunnen de volgende begrippen geïllustreerd worden met concrete voorbeelden: predatie, concurrentie, symbiose, coöperatie en associatie. De inventarisatie van de dieren kan gebruikt worden om voedselrelaties te bestuderen en een voedselweb van de biotoop op te stellen. Begrippen als biodiversiteit, dynamiek, successie, pioniersvegetatie, climaxvegetatie, zonatie in de vegetatie worden geïllustreerd door eigen waarnemingen of worden aangebracht met voorbeelden uit de literatuur. Factoren die daarbij een rol kunnen spelen (klimaat, microklimaat, bodemveranderingen, invloed van organismen onderling en van de mens) kunnen besproken worden. 2.4 Invloed van de mens Door eigen waarnemingen van de biotische en abiotische factoren en door informatie in te winnen bij plaatselijke natuur- en milieuverenigingen, conservator of natuurgidsen kan de invloed van de mens op de biotoop afgeleid worden. De invloed van de mens kan positief of negatief zijn voor de biotoop (bv. bemesting, beweiding, verdroging, vervuiling, verantwoord of onverantwoord beheer). Uit de fysico-chemische gegevens, de biologische waarde van de biotoop en literatuurstudie kan men afleiden welke natuurbeheersmaatregelen moeten getroffen worden om het gebied te verbeteren of te handhaven. Hierbij kan vrijwilligerswerk door de leerlingen beslist bijdragen tot een milieubewuste houding. 3. De biogeochemische cycli (N, P) worden in overzichtelijke schema's weergegeven en besproken. Indien mogelijk wordt de relatie gelegd met eigen metingen en/of literatuurgegevens. 4. Met cijfergegevens over het verlies van energie doorheen de voedselketens kan men een model van de energiedoorstroming opstellen. Begrippen als bruto en netto primaire productiviteit worden hierbij aangebracht. Cijfergegevens van enkele ecosystemen en hun primaire energieproductiviteit kunnen vergeleken worden. De noodzaak tot bescherming van natuurlijke ecosystemen wordt benadrukt. Het evenwicht tussen de primaire energieproductie en de biologische diversiteit wordt kritisch besproken.


34

AQUATISCH BIOTOOP We beperken ons hier tot technieken die enkel betrekking hebben op een aquatisch biotoop en waaruit kan gekozen worden. 1.1 Topografische gegevens: De biotoop wordt op een topografische kaart gesitueerd. De meet- of opnameplaatsen kunnen op de kaart aangebracht worden. Dieptemetingen in ondiepe waters kunnen op regelmatige afstand langs een gekozen doorsnede worden gemeten met een meetstok 1.2. Abiotische factoren Temperatuur Zowel de lucht- als de watertemperatuur worden gemeten. Door waterstalen te nemen op verscheidene diepten kan men de relatie tussen temperatuur en waterdiepte bepalen. Licht De zichtdiepte wordt berekend uit metingen uitgevoerd met de Secchi-schijf. Relatieve luchtvochtigheid Deze kan gemeten worden met een hygrometer en wordt best gedaan op verschillende tijdstippen van de dag en op verschillende plaatsen. Luchtdruk Men kan met een barometer de luchtdruk bepalen. Stroomsnelheid Bij stromend water kan men met de vlotmethode de stroomsnelheid alleen meten als er geen wind is, zoniet gebruikt men het Pitot-buisje. Indien de waterloop niet te groot is, kan men eventueel het debiet bepalen na berekening van de oppervlakte van de doorsnede. Organische bestanddelen Men kan door het bepalen van de biochemische zuurstofbehoefte (B.O.D.) een idee krijgen van de hoeveelheid organische stoffen die door micro-organismen worden afgebroken. Anorganische stoffen Met behulp van testkits of sensoren kan men het gehalte aan ammonium-, nitriet-, nitraat-, fosfaat- ijzeren chloride-ionen, zuurstofgehalte, de totale en de carbonaathardheid bepalen. Zuurtegraad Met behulp van testkit of sensor uitvoeren. 1.2 Ecologische betekenis van de abiotische factoren Eigen metingen en meetresultaten uit de literatuur leiden tot de bespreking van dag- en nachtschommelingen en seizoenschommelingen van de temperatuur van lucht en water. Hieruit zal blijken dat water een zeer grote soortelijke warmtecapaciteit heeft, wat in relatie kan gebracht worden met de levensomstandigheden van organismen in beide milieus. Bij de bespreking van de verticale temperatuurschommelingen wordt er op gewezen dat water zijn grootste dichtheid heeft bij 4 °C. Indien mogelijk kan er een relatie gelegd worden tussen de temperatuur en het voorkomen van bepaalde organismen in de biotoop. Uit eigen waarnemingen blijkt dat water het licht absorbeert; dat is van belang voor het voorkomen van autotrofe organismen op verschillende diepten. Met een grafiek die de relatie aantoont tussen de kleur (golflengte) van het licht en de fotosyntheseintensiteit kan het belang van rood licht bij waterplanten besproken worden. Door te wijzen op het onvermogen van rood licht om diep in het water door te dringen kan de relatie gelegd worden met de diepte waar planten nog kunnen voorkomen. De relatie tussen de stuwkracht van het water en de bouw van organismen kan gelegd worden. Ook de invloed van de stroomsnelheid op de bouw en het voorkomen van organismen kan besproken worden. Door vergelijking van de gemeten B.O.D.-waarden met de normen kan de graad van organische vervuiling worden afgeleid; dit kan gerelateerd worden met de waargenomen organismen.


35

Door vergelijking van de gemeten concentraties van de anorganische ionen met de normen voor de basiskwaliteit van oppervlaktewater kan de graad van eutrofiëring afgeleid worden. De begrippen oligo-, meso- en eutroof water kunnen hierbij aangebracht worden. Een relatie van de graad van eutrofiëring met het voorkomen van bepaalde organismen kan worden gelegd. Voor het chloridegehalte wordt het water ingedeeld in zoet-, brak- of zoutwater. Door vergelijking van de pH-waarde, de totale en de carbonaathardheid kan men hun onderling verband afleiden. Vooral de buffercapaciteit van het water (gevoeligheid voor zure regen) komt aan bod. De ecologische betekenis van deze waarden voor de organismen kan besproken worden. Door vergelijking van de zuurstofgasbepalingen met de normen kan men een relatie leggen met het voorkomen van bepaalde organismen. De verschillende ademhalingsmechanismen van de waterorganismen kunnen hier aan bod komen. 2.1 Waterorganismen worden verzameld in de verschillende zones en op naam gebracht. Plankton wordt met een planktonnet verzameld en kan levend onderzocht worden in de klas of op het terrein. Eventueel wordt een deel van het plankton gefixeerd voor verder onderzoek in de klas. Men kan de waarnemingen gebruiken om de saprobiegraad van het water te bepalen. Aan de hand van de waargenomen macro-invertebraten kan men de biotische index van het water bepalen en vergelijken met de fysico-chemische waterkwaliteit. 2.2 Door middel van een transect langsheen een gradiënt (bv. overgang land-water) kan men een progressieve verandering in de vegetatie waarnemen. Voor de aanwezige dieren kan men trachten in de verschillende zones (oever, open water, tussen waterplanten) en op verschillende diepten te bemonsteren. 2.3 Door vergelijking van de waarnemingen tracht men een relatie te leggen tussen de populatiedichtheid of de bedekkingsgraad en andere biotische factoren. Indien mogelijk kunnen de volgende begrippen geïllustreerd worden met concrete voorbeelden: predatie, concurrentie, symbiose, coöperatie en associatie. De inventarisatie van de dieren kan gebruikt worden om voedselrelaties te bestuderen en een voedselweb van de biotoop op te stellen. 3 De biogeochemische cycli (N, P) worden in overzichtelijke schema's weergegeven en besproken. Indien mogelijk wordt de relatie gelegd met eigen metingen en/of literatuurgegevens. 4 Met cijfergegevens over het verlies van energie doorheen de voedselketens kan men een model van de energiedoorstroming opstellen. Begrippen als bruto en netto primaire productiviteit worden hierbij aangebracht. Cijfergegevens van enkele ecosystemen en hun primaire energieproductiviteit kunnen vergeleken worden. De noodzaak tot bescherming van natuurlijke ecosystemen wordt benadrukt. Het evenwicht tussen de primaire energieproductie en de biologische diversiteit wordt kritisch besproken.

TSO – 3e graad – optie Chemie TV Toegepaste biologie (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 1 lestijd/week) O-3

36

HOMEOSTASE (ca. 6 lestijden)

Uit onderstaande onderwerpen kunnen één of meerdere onderdelen gekozen worden. Natuurlijk kan ook het begrip homeostase kort aangesneden worden bij de andere onderdelen, zoals bij de bouw van de cel, de fysiologie van de spiercel, …. 1 De termen wisselende en constante lichaamstemperatuur of koud- en warmbloedig leiden soms tot verwarring. In plaats van die termen geven biologen beter de voorkeur aan de termen ectotherm (een dier dat zichzelf opwarmt door opname van warmte uit zijn omgeving; de lichaamstemperatuur varieert meestal naargelang de omgevingstemperatuur) en endotherm (een dier dat het meeste van zijn warmte uit zijn eigen metabolisme haalt; de lichaamstemperatuur blijft meestal constant). Men kan aan de hand van enkele voorbeelden erop wijzen dat vele dieren echter niet strikt ectotherm of endotherm zijn. Dieren kunnen veranderingen in externe omgeving overleven omdat ze over homeostatische controlemechanismen beschikken. Homeostase kunnen we omschrijven als een ‘steady state’, een soort evenwicht dat slechts kleine schommelingen in het inwendige milieu toelaat. 2.1 Bij de bespreking van de thermoregulatie wijst men op het noodzakelijke evenwicht tussen het produceren en afgeven van warmte. De warmte-uitwisseling kan via diverse fysische processen gebeuren: conductie (geleiding), convectie (stroming), radiatie (straling) en evaporatie (verdamping). Deze kunnen aan de hand van voorbeelden (o.a. hagedis) uitgelegd worden. Enkele aanpassingen van dieren om minder warmte te verliezen kunnen opgesomd worden (winterpels, vernauwen bloedvaten, zweten, ...). Het verband tussen de lichaamstemperatuur van een dier of mens en zijn gedrag kan men verklaren met voorbeelden (trek, kledij, ...). Bij voedselgebrek en bij extreme temperaturen kunnen bepaalde dieren hun endotherme levenswijze tijdelijk opgeven waarbij ze dan minder energie verbruiken voor de thermoregulatie. Toestand van verminderde activiteit (torpor), winterslaap (hibernatie) en zomerslaap (aestivatie) kunnen met voorbeelden verklaard worden. 2.2 Bij de bespreking van de osmoregulatie beklemtoont men dat de weefselvloeistof een constant volume en een constante osmotische druk moet bezitten voor een normale fysiologie. De termen osmoconformer (concentratie lichaamsvloeistof organisme is gelijk aan concentratie van milieu)en osmoregulator (concentratie lichaamsvloeistof verschillend van concentratie milieu) kunnen met voorbeelden uitgelegd worden. De osmoregulatie bij een zoetwatervis kan vergeleken worden met deze van een zoutwatervis. Men kan kort verklaren dat zweten osmoregulatorische problemen kan veroorzaken door waterverlies, eventueel met dehydratatie tot gevolg. Veel water drinken, eerst zonder veel ionen (hypotonische oplossing), is dan aangewezen. 2.3 De uitscheiding van stikstofhoudende afvalstoffen speelt een belangrijke rol in de homeostase. Aan de hand van een vergelijkend schema kan men erop wijzen dat ammoniak, ureum en urinezuur drie verschillende stikstofhoudende afvalstoffen zijn die men telkens bij verschillende diersoorten aantreft. De oplosbaarheid in water en de toxiciteit van deze afvalstoffen alsook het energieverbruik om deze afvalstoffen te produceren kan besproken worden. Verder kan men er op wijzen dat het uitscheidingssysteem bij de mens een hoofdrol speelt in de homeostase. Hierbij kunnen de vier hoofdfuncties van de nierwerking kort herhaald worden (filtratie, reabsorptie, secretie en excretie). Aansluitend kan de werking van de kunstnier (nierdialyse) als belangrijke ‘levensredder’ besproken worden. 2.4 Aan de hand van het begrip buffer kan de bufferende werking van het bloed uitgelegd worden: koolzuur/waterstofcarbonaatbuffer en de diwaterstoffosfaat/waterstoffosfaatbuffer. Proefondervindelijk kan, met behulp van een pH-sensor, de bufferende werking van bloed getoond worden bij toevoeging van een zuur aan bloed, een chemische buffer en water. Het belang van de homeostase kan besproken worden bij extreme inspanningen (marathon, melkzuurproductie).

TSO – 3e graad – optie Chemie TV Toegepaste biologie (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 1 lestijd/week) F-3

37

ERFELIJKE INFORMATIE IN DE CEL (ca. 6 lestijden)

1 Door analyse van elektronenmicrografieën herhaalt men de belangrijkste organellen die bij prokaryote en eukaryote cellen aan te treffen zijn. Naast de wetenschappelijke naam kan men kort de algemene bouw en functies van de organellen, die nodig zijn voor het vervolg van de leerinhouden, herhalen. Men wijst op het feit dat de eukaryote cel, naast het bezit van een duidelijke kern, ook een aantal organellen bezit die men nooit aantreft bij prokaryote cellen: mitochondriën, endoplasmatisch reticulum, golgisysteem en plastiden. 2.1.1 Door analyse van elektronenmicrografieën herhaalt men de bouw van de kern (nucleus) van een eukaryote cel in de interfase. Men wijst op de aanwezigheid van een dubbel kernmembraan, kernplasma (nucleoplasma) met chromatinenetwerk en op de eventuele aanwezigheid van één of meer kernlichaampjes (nucleoli). Op een schematische voorstelling van de bouw van de kern kunnen de samenstellende delen benoemd worden. 2.1.2 De chemische samenstelling van DNA en RNA wordt overzichtelijk besproken aan de hand van de structuurformules van de diverse chemische bestanddelen ( deze formules dienen alleen ter illustratie). Men legt ook de nadruk op het verschil tussen DNA en RNA voor wat betreft de chemische samenstelling. Aan de hand van schematische voorstellingen worden de chemische samenstelling, een nucleotide en een polynucleotide van een DNA- en RNA -molecule besproken. Men beklemtoont dat de nucleotiden aan elkaar geschakeld worden tot polynucleotiden en dat elke DNAen RNA-keten, als gevolg daarvan, twee uiteinden heeft (die respectievelijk als ‘3’-einde’ en ‘5’einde’ beschreven worden). Met behulp van ruimtelijke modellen, schematische voorstellingen, foto’s en/of dia’s wordt de ruimtelijke structuur van DNA en RNA besproken. Voor DNA benadrukt men de dubbele helixstructuur met de specifieke basenparing als gevolg van de vorming van de specifieke waterstofbruggen. De aanwezigheid van 10 basenparen per volledige omwenteling rond de lengteas en de afstand van 0,34 nm tussen 2 opeenvolgende basenparen in de helix kunnen vermeld worden. Voor RNA benadrukt men de enkelstrengstructuur met eventueel het voorkomen van lussen door complementaire basenparing op bepaalde plaatsen. 2.1.3 Het begrip gen wordt gedefinieerd als een gedeelte van de DNA-keten, waarvan het specifiek karakter bepaald wordt door de aard, het aantal en de volgorde van de basenparen die in dat gedeelte voorkomen (= code). 2.1.4 Via een schematische voorstelling wordt de DNA-replicatie (= DNA-vermenigvuldiging) uitgelegd. De term ‘semi-conservatieve DNA-replicatie’ wordt verklaard. Men deelt verder mee dat deze replicatie gebeurt onder invloed van enzymen. 2.1.5 Als inleiding benadrukt men het belang van de proteïnen als biokatalysatoren (enzymen) of als structurele componenten. Aan de hand van de algemene structuurformule worden de chemische samenstelling en structuur van een aminozuur herhaald. Via een overzicht van de structuurformules van de 20 aminozuren die betrokken zijn bij de eiwitsynthese kan men wijzen op de onderlinge verschillen (R-groep). De structuur van een eiwit kan met schematische voorstellingen uitgelegd worden. Daarbij herhaalt men kort de primaire, secundaire, tertiaire en quartaire structuur. De bespreking van de eigenlijke eiwitsynthese kan begonnen worden met de probleemstelling: ‘Hoe controleert het DNA, uitsluitend aanwezig in de kern, de synthese van proteïnen in het cytoplasma?’.


38

Vervolgens kan men de diverse elementen die nodig zijn voor de eiwitsynthese kort naar structuur en functie behandelen: DNA, m-RNA (messenger RNA of boodschapper RNA), t-RNA (transfer RNA) en de ribosomen op het endoplasmatisch reticulum. Om dit te verduidelijken worden schematische voorstellingen gebruikt. Bij de bespreking van het eigenlijke mechanisme van de eiwitsynthese wordt de nadruk gelegd op de transcriptie van DNA naar m-RNA en op de translatie van m-RNA naar eiwit. Figuren, schematische voorstellingen en animaties kunnen als ondersteuning gebruikt worden. Een algemeen schematisch overzicht van de eiwitsynthese kan deze lessenreeks afronden. 2.1.6 Onder invloed van temperatuurschommelingen, ultraviolette en radioactieve stralingen en bepaalde chemische stoffen kan de structuur van het DNA gewijzigd worden (gen- of puntmutatie). Ook kunnen er fouten optreden tijdens de replicatie, transcriptie en translatie. Men kan een onderscheid maken tussen een stomme, neutrale of indifferente, differente mutatie (meestal in ongunstige zin) en een mutatie met stopzetting van de eiwitsynthese als gevolg. F-4

BIOTECHNOLOGIE (ca. 7 lestijden)

1.1 In een onderwijsleergesprek kan men de verschillen tussen eukaryoten en prokaryoten kort herhalen. 1.2 De aseksuele en de seksuele reproductie van prokaryoten wordt besproken. Ook het belang van plasmiden wordt uitgelegd met behulp van afbeeldingen, foto’s of animaties. De reproductie van bacteriofagen wordt besproken in functie van de mogelijkheid op deze manier genetisch materiaal over te brengen. 1.3 Aan de hand van schema’s of animaties wordt uitgelegd hoe natuurlijke genenoverdracht tussen prokaryote organismen verloopt. 2.1 Hier wordt uitgelegd hoe men met behulp van restrictie-enzymen bepaalde genen kan uitknippen. 2.2 Met een schema beschrijft men hoe tijdens het recombinantieproces, deze uitgeknipte genen, via andere enzymen (de ligasen) ingebouwd worden in bv. een plasmide. 2.3 Het gebruik en het nut van markeergenen kan aan de hand van een eenvoudig voorbeeld uitgelegd worden. Zo kan men de recombinante bacteriën gemakkelijk selecteren, wanneer men een gen dat immuun maakt tegen antibiotica toevoegt als markeergen. 3.1 Aan de hand van schema’s worden polymerase-kettingreacties (PCR) uitgelegd als methode om vertrekkend van zeer kleine hoeveelheden DNA aan voldoende onderzoeksmateriaal te komen. Het voorkomen van Restriction Fragment Lenght Polymorphism (RFLP) en Variable Number of Tandem Repeats (VNTR) zorgt er voor dat ieder individu een uniek, herkenbaar en opspoorbaar genoom heeft. Men kan deze begrippen bijbrengen aan de hand van simulaties (op papier of via PC). 3.2 Verder wordt uitgelegd hoe door het gebruik van restrictie-enzymen en gelelektroforese op basis van RFLP en VNTR genetische vingerafdrukken ontstaan, die identificatie en vaststellen van verwantschap mogelijk maken. 3.3 Vertel hierbij dat deze technieken ook toegepast kunnen worden op het DNA in de mitochondriën. Het mitochondriaal-DNA (mt-DNA) dat bij elk individu, via de eicel, volledig afkomstig is van de moeder, mag vergeleken worden met een ‘familienaam’, die in vrouwelijke lijn doorgegeven wordt. Daarom is mt-DNA zo belangrijk in verwantschapstudies. 4. Het nut van recombinant-technieken wordt uitgelegd aan de hand van concrete toepassingen in de landbouw en in de geneeskunde. Algemene pedagogische wenk. In het kader van dit hoofdstuk kan men een bezoek aan een bedrijf of een onderzoekslaboratorium inlassen. Het Vlaams Interuniversitair Instituut voor Biotechnologie (VIB) coördineert hierbij een aantal mogelijkheden: www.vib.be


39

Enkele andere nuttige websites: ‘Using DNA for examining lineage's’: http://www.ich.ucl.ac.uk/cmgs/mitovarn.htm European Initiative for Biotechnology Education: http://www.eibe.info/ Project ‘Geboeid door wiskunde en wetenschappen (DNA-fingerprinting)’: www.luc.ac.be/scholennetwerk Educatieve website over genetica en genetische tests: http://www.mijngenen.be/edu O-4

VOORTPLANTING EN ONTWIKKELING BIJ DE MENS (ca. 6 lestijden)

1.1 Bij de bespreking van het mannelijke geslachtsorgaan legt men de nadruk op de bouw, de functie en de werking van teelballen, bijballen, zaadleiders, zaadblaasjes, prostaat, klieren van Cowper, urineblaas, urinebuis, penis en balzak. Schema’s, foto’s, animaties en een model zijn hierbij handige hulpmiddelen. Verder vermeldt men de invloed van testosteron op de ontwikkeling van de secundaire geslachtskenmerken van de man. Men kan tenslotte de aandacht vestigen op het mechanisme van de zaadlozing, de samenstelling van het sperma en de gemiddelde levensduur van de zaadcellen na de ejaculatie. Er kan ook aandacht besteed worden aan het verschil in seksuele prikkeling tussen man en vrouw. 1.2.1 Bij de bespreking van de vrouwelijke geslachtsorganen legt men de nadruk op de bouw, de functie en de werking van eierstokken, eileiders, baarmoeder, schede, geslachtsopening, maagdenvlies, clitoris, grote en kleine schaamlippen. Men kan ook wijzen op de lichamelijke veranderingen tijdens de seksuele prikkeling en het even hebben over de erogene zones van het lichaam. Ook de invloed van de oestrogenen op de ontwikkeling van de secundaire geslachtskenmerken van de vrouw wordt besproken. 1.2.2 De invloed van de diverse hormonen op de regeling van de vruchtbaarheidscyclus of menstruatiecyclus wordt behandeld. Men onderscheidt een cyclus zonder bevruchting en een cyclus met bevruchting. Bij deze laatste belicht men de invloed van de hormonen op de innesteling van de kiem in de baarmoeder. Ook de daarmee gepaard gaande veranderingen in het baarmoederslijmvlies komen aan bod. 2.1 De spermatogenese kan worden uitgelegd met behulp van een schema. Opnames van een lichtmicroscopisch preparaat van een dwarse doorsnede van een zaadbuisje kunnen gebruikt worden om de verschillende stadia van de spermatogenese te onderscheiden. De duur van het rijpingsproces van de zaadcellen en de bouw van een rijpe spermatozoïde kunnen besproken worden. 2.2 Via een schematische voorstelling kan de ovogenese uitgelegd worden en tevens vergeleken worden met de spermatogenese. Opnames van lichtmicroscopische preparaten van een doorsnede van een eierstok van een zoogdier zijn aangewezen om de verschillende stadia van de ontwikkeling van de follikel te onderscheiden. De bouw en de gemiddelde levensduur van de eicel kunnen besproken worden. 3 Het mechanisme van de bevruchting kan door opeenvolgende schematische voorstellingen weergegeven worden. Het vormen van een bevruchtingsmembraan door de eicel en het versmelten van de twee kernen worden zeker besproken. 4.1 De begrippen zygote, blastomeren, morula, blastula, gastrula met twee kiembladen, gastrula met drie kiembladen (ecto-, endo- en mesoderm) en neurula worden aan de hand van schematische voorstellingen als opeenvolgende stadia in de kiembladvorming omschreven. Men somt tevens enkele weefsels en organen op die zich uit de diverse kiembladen zullen differentiëren. Opnames van lichtmicroscopische preparaten zijn aangewezen. 4.2 Men legt het verband tussen het ontstaan van de blastomeren tijdens de kiembladvorming en het eventueel ontstaan van een ééneiige of identieke tweeling. Ook de twee-eiige of niet-identieke tweeling en de Siamese tweeling worden behandeld. 4.3 Aansluitend op de kiembladvorming wordt de verdere embryonale ontwikkeling van de mens besproken aan de hand van schematische voorstellingen, foto's, dia's, cd-rom en/of film.


40

Volgende leerinhouden kunnen aan bod komen: -

de innesteling van de blastula in de baarmoeder;

-

de vorming van amnionholte, dooierzak, allantoïs en kiemschijf;

-

de vorming van de placenta, navelstreng, vruchtvliezen (chorion- en amnionvlies) en vruchtwater;

-

het feit dat de diverse organen tijdens de eerste drie maanden van de zwangerschap gevormd worden;

-

de differentiatie van de uitwendige geslachtsorganen aan het einde van de derde maand;

-

de intense groei van de foetus vanaf de vierde maand, dank zij de ontwikkeling van de placenta;

-

de diverse functies van de placenta;

-

de levensvatbaarheid vanaf de zevende maand in geval van een eventuele vroeggeboorte;

-

het stoppen van de groei in de loop van de negende maand door de verminderde activiteit van de placenta.

4.4 Sommige factoren kunnen een negatieve invloed hebben op de embryonale ontwikkeling. Enkele oorzaken van aangeboren misvormingen worden opgenoemd: -

bepaalde chemische stoffen;

-

fysische invloeden (röntgenstraling);

-

bepaalde infecties (rodehond, toxoplasmose);

-

erfelijke factoren (syndactylie, mongolisme);

-

onbekende factoren.

Het belang van vruchtwaterpunctie en van de vlokkentest om eventuele afwijkingen op te sporen kan besproken worden. 5 Voor het op gang komen van de bevalling kunnen verschillende oorzaken vermeld worden, o.a. de invloed van mechanische prikkels en de veranderingen in het hormonenevenwicht. De oorzaak en het belang van weeën worden besproken. De bevalling kan aan de hand van foto's en/of filmmateriaal besproken worden. Men wijst daarbij op de natuurlijke ligging van de foetus, het scheuren van de vruchtvliezen, het verlies van het vruchtwater, de uitdrijving via de schede, de afnaveling en de nageboorte. Keizersnede, tangverlossing en vacuümextractie kunnen als voorbeelden van kunstmatige verlossing vernoemd worden. Ook de epidurale of pijnloze bevalling kan aan bod komen.

O-5

ERFELIJKHEIDSLEER (ca. 6 lestijden)

1. Basisbegrippen als gen, genlocus, allel, homozygoot, multiple allelen, genotype, fenotype, dominant, recessief, co-dominant (intermediair) fenotype worden kort herhaald en geïllustreerd met het ABObloedgroepensysteem van de mens. 2. Een korte historische situering van Mendel en zijn werk is hier op zijn plaats. De drie wetten van Mendel worden verklaard met behulp van kruisingsschema’s, eventueel aan de hand van transparanten. Voorbeelden kunnen gebaseerd worden op het ABO-bloedgroepensysteem en op de resusfactor. Ook bij de oefeningen worden erfelijke factoren van de mens betrokken. Let er op een duidelijke symboliek te gebruiken. Ook laat men de leerlingen als oefening enkele stambomen analyseren. Begin met eenvoudige oefeningen en stambomen over monohybride kruisingen en voer de moeilijkheidsgraad geleidelijk op. Besteed zeker de nodige tijd aan het maken en bespreken van oefeningen over dihybride kruisingen (bv. combinatie van ABO-systeem met resusfactor).


41

3.1. Het begrip test- of terugkruising wordt bijgebracht. Verder wordt er gewezen op het belang van de testkruising bij het opsporen van het raszuiver of zaadvast zijn. 3.2 De begrippen gekoppelde genen en overkruising kunnen met eenvoudige schema’s en animaties gevisualiseerd worden. Het begrip recombinant wordt aangebracht door een kruisingsschema van gekoppelde genen uit te werken, eerst zonder overkruising en daarna met overkruising. Dat de mate van overkruising tussen gekoppelde genen evenredig is met de afstand die er bestaat tussen de respectieve genloci, kan in een onderwijsleergesprek beredeneerd en geïllustreerd worden. Men laat als oefening op deze theorie genenkaarten opstellen, uitgaande van een tabel met recombinantiefrequenties. 3.3 Men kan de overerving van het geslacht aan de hand van een kruisingsschema herhalen. Leid het begrip geslachtsgebonden overerving in met de opmerking dat het X-chromosoom langer is en daardoor genen bevat die geen tegenhanger hebben op het Y-chromosoom. De begrippen geslachtsgebonden kenmerk en draagster worden bijgebracht via een kruisingsschema. Enkele oefeningen over menselijke geslachtsgebonden kenmerken worden gemaakt. 4.1 Het begrip genmutatie werd al gezien in het hoofdstuk ‘Erfelijke informatie in de cel’ en kan kort herhaald worden. Bespreek minstens één autosomaal-dominante, één autosomaal-recessieve en één geslachtsgebonden ziekte bij de mens. 4.2 Verschillende types van chromosoommutaties zoals, inversie, vorming van ringchromosoom, deletie en translocatie kunnen schematisch voorgesteld worden. Het cri-du-chat-syndroom wordt verklaard als een deletie in het vijfde chromosoom. Bij een bepaald type van mongolisme is er sprake van een translocatie van chromosoom-21 naar chromosoom-14 4.3 Bij de genoommutatie kan men een onderscheid maken tussen polyploïdie en aneuploïdie. Als oorzaken kunnen de non-disjunctie (volledige en onvolledige), het chromosoomverlies en de endomitose (kernversmelting) aangehaald en verduidelijkt worden. Als voorbeeld van aneuploïdie van een autosoom kan het Downsyndroom (trisomie-21 of mongolisme) besproken worden. Op analoge wijze kunnen enkele gevallen van aneuploïdie van de geslachtschromosomen behandeld worden, zoals Klinefeltersyndroom, Turnersyndroom, XYY, en trisomie X. Cursus erfelijkheid UAntwerpen: http://www.uia.ac.be/u/bharding/Genetica/inhoudstafel.html

O-6

IMMUNOLOGIE (ca. 6 lestijden)

Dit dient binnen het ruimer concept van AFWEER gekaderd te worden: hoe slaagt een organisme erin om zichzelf te beschermen ten opzichte van micro-organismen, viruspartikels en bacteriën en daarbij ‘eigen’ te onderscheiden van ‘niet-eigen’. 1. Aangeven op welke wijze door het lichaam structuren en secreties aangemaakt worden om schadelijke micro-organismen en/of stoffen te weren. Volgende structuren kunnen behandeld worden: - de huid; - het ademhalingsstelsel (neus, keelholte, luchtpijp, longen); - het spijsverteringsstelsel ( mond, maag en darmen); - het excretiestelsel (urineleiders, urinebuis en nieren). 2. De chemische en cellulaire reacties die optreden bij het lokaal doorbreken van de eerste lijnsafweer bespreken. Dit kan gebeuren aan de hand van een schema van algemene ontstekingsreacties. Hierbij kan behandeld worden: - functie van bloedcellen; - effect van histamine vrijstelling, het complement, prostaglandines; - ontstaan van roodheid, temperatuurverhoging, pijn en zwelling; - heling en herstel.


42

3. Vertrekkend van een probleem, kunnen de T-lymfocyten, B-lymfocyten, stamcellen besproken worden. Het verband tussen de cellen wordt schematisch weergegeven, zie bv. www.jbpub.com/humanbiology Vorming en bouw van antilichamen worden uitgelegd. Het begrip antigeen wordt aangebracht. Aan de hand van proeven i.v.m. immunodiffusie kan men specifieke interacties tussen antigenen en antilichamen aantonen. 4. Men kan aantonen dat allergische reacties een gevolg zijn van een falend immunologisch systeem. Termen zoals anafylactische shock, desensibilisatie, overgevoeligheidsreacties kunnen hierbij aan bod komen. Men kan ook aan de hand van aids of kanker het falen van het immuunsysteem uitwerken. 5. Te bespreken toepassingen kunnen zijn:

O-7

-

bloedtransfusies;

-

weefseltransplantaties;

-

vaccinaties;

-

relaties tussen moeder en ongeboren kind;

-

borstvoeding;

-

parasieten.

EVOLUTIELEER (ca. 6 lestijden)

1. Er bestaat een massa aan gegevens uit verschillende disciplines bv. paleontologie, embryologie, moleculaire genetica, ethologie, biogeografie, die het bestaan van evolutie bepleiten. Zeker voor deze leerlingengroep is het nuttig om kennis te maken met de rijke verscheidenheid aan argumenten. Er kan ook ingegaan worden op absolute en relatieve dateringsmethoden (radioactief verval, thermoluminiscentie en elektronenspinresonantie, paleomagnetisme, gidsfossielen ). 2.Het verloop van de evolutie kan geïllustreerd worden met een schematische voorstelling die de stamgeschiedenis van planten en dieren weergeeft. Film, dia's, foto's, bezoeken aan tentoonstellingen of musea kunnen toelaten verschillende ‘tijdsbeelden’ te reconstrueren van fauna en flora. Belangrijke nieuwe mijlpalen zoals het ontstaan van fotosynthese, het ontstaan van eukaryoten, de eerste meercelligen, de eerste sporen van dierlijk leven, het eerste landleven… kunnen eventueel gesitueerd worden op een 24-uurschaal. 3. De theorieën van Lamarck worden met enkele voorbeelden uitgelegd. Het feit dat modificaties niet erfelijk zijn wordt als belangrijkste kritiek geformuleerd. De belangrijkste punten uit Darwins evolutietheorie worden geformuleerd en geïllustreerd met voorbeelden. Het werk van Darwin wordt geduid als een mijlpaal in de historische en conceptuele ontwikkeling van de natuurwetenschappen. Het is een goede illustratie van de wisselwerking tussen natuurwetenschappelijke en filosofische opvattingen over de werkelijkheid. Ook aan de ethische aspecten van de evolutietheorie kan aandacht besteed worden. Hedendaagse opvattingen over evolutie zijn het gevolg van ontwikkelingen in meerdere wetenschappelijke disciplines, zoals ecologie, populatiegenetica en moleculaire biologie. Vestig vooral de aandacht op het belang van mutaties, de voortdurende herschikking van genen ten gevolge van geslachtelijke voortplanting en de rol van isolatie bij het ontstaan van nieuwe soorten. 4. Met passende audiovisuele middelen kan men de anatomische verschillen tussen mensapen en mensen bespreken. Bespreek hierbij vooral het verschil in schedelinhoud en de verschillen die te maken hebben met de manier van voortbewegen (kneukelloop t.o.v. bipede gang). Met behulp van videobeelden kunnen ook gelijkenissen en verschillen in gedrag getoond worden. Eventueel kan hier kort ingegaan worden op de resultaten van het mensapenonderzoek, zowel in de natuur als in dierenparken.


43

Om de leerlingen actief bij de les te betrekken kan men hen foto’s van schedels laten sorteren. Laat hen bv. eerst twee stapels maken mensapen t.o. mensen. Dat geeft de gelegenheid om de mensachtigen te situeren. Laat hen daarna zelf de schedels van mensachtigen en mensen van meest primitief naar meest modern rangschikken. Laat de leerlingen zeker onthouden dat alle mensachtige en menselijke fossielen ouder dan twee miljoen jaar in Afrika gevonden zijn. Vermeld dat de oudste fossielen van mogelijk mensachtigen in Tsjaad en in Kenia gevonden zijn en tussen een ouderdom van zes tot zeven miljoen jaar hebben (Sahelanthropus tchadensis en Orrorin tugenensis). Geef aan dat deze vondsten zeer fragmentair zijn. De kenmerken van de Australopitheci kunnen besproken worden aan de hand van een illustratie van Lucy. Belangrijk is dat voor de leerlingen duidelijk wordt dat het rechtop lopen bij de mensachtigen vooraf ging aan de toename van de hersenmassa. Bespreek de ecologische voordelen van het rechtop lopen. Laat de leerlingen zelf formuleren dat mensachtigen van mensapen verschillen door hun bipede gang en van mensen door hun kleinere hersenomvang. Vestig er bij de leerlingen de aandacht op dat de opvattingen over de afstamming van de mens voorlopig zijn en regelmatig wijzigen, naarmate men nieuwe fossielen ontdekt. Als voorbeeld kan de vondst van Kenyanthropus platyops, een tijdgenoot van Australopithecus besproken worden. Homo habilis wordt besproken als de eerste hominide die werktuigen maakte, regelmatig dierlijk voedsel (aas) at en een grotere hersenomvang had. Bespreek de correlatie tussen deze drie factoren (meer hersenen geven een grotere energiebehoefte, die gedekt wordt door dierlijk voedsel, dat alleen bereikt kan worden met behulp van werktuigen, die weer meer hersenen veronderstellen). Een foto van het skelet van de Turkana-boy maakt duidelijk dat Homo erectus al een echte mens is. Vertel daarbij dat dit de eerste mens is die ook in Azië en Europa gevonden werd en dat hij een actieve jager was en met vuur leerde omgaan. De Neanderthaler is een Europese afstammeling van Homo erectus. Vergelijk hem met de huidige mens en vermeld zeker zijn dodenzorg. In wetenschappelijke richtingen is het zeker interessant twee verschillende hypothesen met elkaar te confronteren. Stel de ‘Out-of Africa II’-theorie tegenover de multiregionale theorie en bespreek de argumenten die beide scholen aandragen. Benadruk de rol die de moleculaire genetica, en met name het onderzoek van mitochondriaal-DNA speelt in deze discussie. Dit onderzoek doet de balans op het ogenblik doorslaan in de richting van de ‘Out-of Africa II’-theorie. Volgens deze theorie is de huidige mens in Afrika uit Homo erectus ontstaan, ca. 120 000 jaar geleden. Hij is daarna uitgezworven over heel de wereld. Door zijn verbeterde werktuigen, zijn vermogen tot abstractie (rotsschilderingen) en mogelijk een betere taal, heeft hij de andere nakomelingen van Homo erectus, zoals de Neanderthaler weggeconcurreerd. Geef tenslotte aan dat met de komst van deze huidige mens er ook een technologische en culturele evolutie gestart is. Een ander interessant discussiepunt waarop ingegaan kan worden, is het al dan niet voorkomen van gesproken taal bij Neanderthalers. Nuttige informatie: National Geographic: http://www.nationalgeographic.be De oorsprong van de mens special nr.1 2003 ISBN 90-76963-53-3. Fossil hominids: www.talkorigins.org The human origins program: www.mnh.si.edu/anthro/humanorigins Op zoek naar Eden: www.sesha.net/eden


44

MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN1 Vaklokaal De lessen moeten steeds gegeven worden in het daartoe bestemde lokaal, voorzien van een goed uitgeruste leraarstafel en leerlingentafels met water, gas en elektriciteit. Het lokaal moet demonstratieen leerlingenproeven toelaten en is uitgerust voor projecties (met tv, video en/of cd-rom, overhead- en diaprojector). Er moet dus kunnen verduisterd worden. Voor het uitvoeren van demonstraties, proeven en observaties moet volgende basisuitrusting aanwezig zijn om de leerplandoelstellingen te kunnen bereiken: microscopen modellen: de cel, DNA, hart, mannelijke en vrouwelijke voortplantingsorganen, nier, nierlichaampje, diverse dwarse doorsneden van wortel, stengel, blad, schedels van apen en mensachtigen draag- en dekglaasjes dissectieset (scalpel, pincet, schaar en prepareernaald) microscooppreparaten en foto’s en/of dia’s hartslagmeters (overleg met collega’s Lichamelijke Opvoeding) chronometers lichtbronnen magnetische roerder proefbuizen + rekje pipetten cuvetten petrischalen dunnelaagplaten of chromatografisch papier lintmeters scalpels pincetten Om overbodige uitgaven te vermijden kan de leraar biologie nagaan of minder courant gebruikte toestellen en voorwerpen (zoals bv. chronometers, kleurfilters voor fotosyntheseproeven, colorimeter, warmwaterbad, kompassen) aanwezig zijn in andere laboratoria van de school. Gemeenschappelijke aankoop en gebruik van dergelijk materiaal kan best gecoördineerd worden op het niveau van de vakgroep wetenschappen.

1

Inzake veiligheid is de volgende wetgeving van toepassing: -

Codex ARAB AREI Vlarem.

Deze wetgeving bevat de technische voorschriften die in acht moeten genomen worden m.b.t.: -

de uitrusting en inrichting van de lokalen; de aankoop en het gebruik van toestellen, materiaal en materieel.

Zij schrijven voor dat: -

duidelijke Nederlandstalige handleidingen en een technisch dossier aanwezig moeten zijn; alle gebruikers de werkinstructies en onderhoudsvoorschriften dienen te kennen en correct kunnen toepassen; de collectieve veiligheidsvoorschriften nooit mogen gemanipuleerd worden;

-

de persoonlijke beschermingsmiddelen aanwezig moeten zijn en gedragen worden, daar waar de wetgeving het vereist.


45

Biotoopstudie topografische kaarten van het excursiegebied grondboor bodemziften vouwmeters en rolmeters (30 m lang) klemborden witte ontwikkelschalen EC-meter windmeter allerhande dieren plantengidsen, flora’s zoekkaarten voor water- en bodemdieren, libellen, vlinders, paddestoelen, grassen, amfibieën verrekijker loeppotjes en handloepen Berlesetrechter testkits voor chemische analyse van water planktonnet vijvernetten met verschillende maaswijdte binoculaire loepen microscopen hygrometer barometer Chemicaliën agar-agar, glucose, glycerol, keukenzout, NaOH-pastilles, fenolftaleïne, clinistix, albustix, lugol, zetmeel, waterstofperoxide, glaswol, ethanol, formol (40%), mangaandioxide, detergent, universeelindicator (papier en/of vloeibaar), testkits voor bodem- en/of wateronderzoek, amylase, proteïnase, methyleenblauw, buffers. Veiligheid Om aan de nodige veiligheidsvoorschriften te voldoen dienen o.a. aanwezig te zijn: veiligheidskast voor de opslag van gevaarlijke producten (voorzien van de overeenkomstige gevarensymbolen), blustoestel, emmer met zand, branddeken, metalen papiermand, veiligheidsbrillen, oogdouche of oogwasfles, handschoenen, EHBO-kit met brandzalf. Integratie van ICT Het lokaal is voorzien van ten minste een goed uitgeruste computer, met cd-romdrive, printer, mogelijkheden voor 'real-timemetingen, mogelijkheid voor projectie en internetaansluiting. Voor het gebruik van de computer als digitaal meetapparaat is een systeem met meetpaneel, al of niet met interfacekaart en sensoren nodig. Verschillende firma’s bieden dat aan. Volgende sensoren zijn voor de biologieles noodzakelijk: temperatuurssensor, pH-sensor, geleidingssensor, zuurstofsensor, colorimeter, lichtsensor.


46

EVALUATIE 1

De evaluatie heeft een tweevoudig doel

De evaluatie dient aan de leerling informatie te geven over de mate waarin hij of zij er in geslaagd is om zowel de kennis als de vaardigheden te beheersen die mogen verwacht worden na het leerproces. De evaluatie moet aan de leerkracht de feedback geven om vast te stellen of hij of zij de meest aangepaste methode hanteert om de gestelde doelen te bereiken. Een evaluatie is meer dan een getal om een rapportcijfer te berekenen. Het is een werkinstrument waarbij permanent en wederzijds (leerling-leraar) besluiten dienen getrokken te worden over het onderwijs- en leerproces. In het kader van het Schoolreglement en het Schoolwerkplan is het aangewezen om ouders en leerlingen tijdig over de wijze van evalueren in te lichten.

2

Eigenschappen van een goede evaluatie

Door te evalueren wil men bij de leerlingen nagaan in hoeverre de doelstellingen die men met het leerproces wilde bereiken, bereikt zijn. De evaluatie moet daarom volgende kenmerken bezitten: ze moet valide, betrouwbaar en efficiënt zijn. Validiteit: mate waarin de toets of de eindproef overeenstemt met het gegeven onderwijs. Dit betekent o.a. dat er bij de evaluatie voldoende vragen rond de behandelde contexten moeten voorkomen. Betrouwbaarheid: het uitschakelen van toevalsinvloeden en het aanwenden van objectieve meetmethoden. Efficiëntie: de tijd nodig voor het voorbereiden en het afnemen van de toets moet in verhouding staan tot het bekomen van relevante informatie, liefst in een minimum van tijd. Onvoldoende resultaten bij individuele leerlingen of bij gedeelten van de klasgroep, zullen de leraar ertoe aanzetten om remediërend in te grijpen. Indien nodig zal de leraar voor andere werkvormen en leermiddelen kiezen. Een evaluatie kan een signaal geven om doelstellingen en /of leerinhouden bij te sturen. Verder is de evaluatie een belangrijk gegeven bij de pedagogische begeleiding en bij de controle door de inspectie. Voor de leerling is het van belang, om door de evaluatie te weten te komen, hoe zijn evolutie is binnen het leerproces. Een evaluatiecijfer voor dagelijks werk zal dus noodzakelijker wijze gesteund zijn op veelvuldige evaluatiemomenten die zowel kennis, vaardigheden als attitudevorming omvatten.

3

Soorten evaluatie

3.1

Dagelijks werk (deelproeven)

Mondelinge beurten en korte toetsen hebben vooral als doel na te gaan of de leerlingen de genoemde doelstellingen in voldoende mate hebben bereikt. Leerlingen met achterstand zullen bijkomende opdrachten en taken krijgen om zo snel mogelijk bij te benen. Het is een belangrijke taak voor de leraar om de leerlingen individueel te begeleiden, en om de oorzaken van de achterstand te achterhalen en, mits aangepaste remediëring, deze leerlingen te helpen. ‘Leren leren’ krijgt zo een meer concrete betekenis. Via bepaalde technieken zoals beheersingsleren, geprogrammeerde instructie, hulp van medeleerlingen en eventueel van externe deskundigen (CLB) zullen deze leerlingen geholpen worden.


47

Voor leerlingen die in de betreffende studierichting niet op hun plaats zitten, zal middels afspraken met collega’s, directie en/of CLB, op de begeleidende klassenraad zo snel mogelijk een oplossing gezocht worden. De hoofdbedoeling moet blijven, om zo veel als mogelijk leerlingen mee over de meet te krijgen. Verwacht meer en je zult meer krijgen. Hoge verwachtingen zijn voor iedereen belangrijk, zowel voor leerlingen die moeilijk meekunnen en voor zij die zich niet erg willen inspannen als voor goede, gemotiveerde leerlingen. Het rapportcijfer van het dagelijks werk is gesteund op een zo breed mogelijke permanente evaluatie van de afgelopen periode. Zowel cognitieve als affectieve en psychomotorische doelstellingen komen hierbij aan bod. De leerkracht houdt hiervoor een evaluatieschrift bij. Bij elk cijfergegeven moet summier weer te vinden zijn wat de bedoeling van de evaluatie was. Hiervoor kan de leraar beschikken over: - notities over het leergedrag van de leerling in de klas; - klasgesprekken; - mondelinge overhoringen; - korte schriftelijke toetsen; - herhalingstoetsen (grotere leerstofgedeelten); - huis- en klastaken; - kwalitatieve beoordeling aangaande praktische oefeningen, laboratoriumwerk; - notities over de mate van het beheersen van de vaardigheden;

3.2

Examens (eindproeven)

Examens houden een productevaluatie in. Na analyse van de resultaten wordt ook hier door de leraar een diagnose opgesteld, die aanleiding kan zijn tot bijsturing van het leerproces. Tevens kunnen remediërende maatregelen voor individuele leerlingen ook hier weer uit voortspruiten. Zowel het gepast aanbieden van de leerstof en de evaluatie als het aanbieden van remediërende opdrachten zijn essentieel in het door ons beoogde totale leerproces. Via een grote variatie in vraagvormen (open en halfopen, invulvragen, juist- onjuist vragen, sorteervragen, rangschikkingvragen en meerkeuzevragen) zullen vooral de minimumdoelstellingen getoetst worden. Uitsluitend theorievragen moeten vermeden worden. De duur van de schriftelijke examens komt ten hoogste overeen met het aantal wekelijkse lestijden voor het vak met een minimum van twee lestijden. De examens worden afgenomen in aanwezigheid van de vakleraar. Hij deelt de leerlingen, bij aanvang van de proef, mee dat bijkomende vragen ter verduidelijking kunnen gesteld worden. Elke bijkomende toelichting wordt hardop gegeven, zodat alle leerlingen op een gelijke wijze worden behandeld. Een exemplaar van de gestelde vragen met aanduiding van de puntenverdeling wordt samen met de verbeterde examenkopijen in het archief bewaard. Dit exemplaar wordt tevens aangevuld met een nietabsolute modeloplossing (de leerling kan terecht een andere oplossingsmethode gebruiken) of met een opsomming van de aandachtspunten die aanwezig moeten zijn voor oplossingen op open vragen en taken. Na de proeven hebben de leerlingen het recht de modeloplossing in te zien. Ook hebben zij het recht, op hun vraag, om hun gecorrigeerd examen in te zien. Voor de examens worden met de leerlingen duidelijke afspraken gemaakt over het verloop ervan. De leerkracht zorgt ervoor dat minimum 75% van de examenvragen het bereiken van de verplichte minimumdoelstellingen toetst.

TSO – 3e graad – optie Chemie TV Toegepaste biologie (1e jaar: 1 lestijd/week, 2e jaar: 1 lestijd/week) 4

48

Algemene richtlijnen

De vragen/opdrachten met aanduiding van de cijferverdeling op de modeloplossing en de aanwijzingen voor de oplossing van de open vragen, worden opgesteld en vooraf aan de directeur overhandigd. Om achteraf discussies te vermijden zorgt men ervoor dat de leerlingen beschikken over: -

een duidelijk beeld van wat van hen verwacht wordt;

-

de vragen en opdrachten die al zijn voorgekomen gedurende het didactisch proces;

-

een schriftelijk overzicht van de voor het examen te kennen leerstof;

-

een geschreven mededeling waarin staat welke informatiebronnen en welk materiaal ze mogen/moeten meebrengen op het examen;

-

een blad met vragen om overschrijffouten te vermijden.

Indien in een klas leerlingen van verschillende opties of studierichtingen samen alle lessen of een deel van de lessen volgen, dan is binnen deze klas differentiatie van vragen toegelaten. Bij eventueel herexamen zal men voor de leerling de leerstof voor dat herexamen zeer nauwkeurig schriftelijk bepalen.

5

Correctie

Objectieve correctienormen zijn vanzelfsprekend een noodzaak. Wanneer een antwoord verschillende elementen inhoudt, is het aangewezen per essentieel element een puntenverdeling te maken. De leraar die aan zelfevaluatie wil doen, zal in tabelvorm een overzicht van de behaalde resultaten per leerling en per vraag opstellen. Daarop aansluitend wordt dan verwacht dat de leraar zijn besluiten trekt in verband met de gebruikte onderwijsmethode. Tevens is dit een uitstekend hulpmiddel om gefundeerde remediërende maatregelen t.o.v. de leerlingen te treffen.


49

BIBLIOGRAFIE NASLAGWERKEN ANTÉBI, E. en FISHLOCK, D., Biotechnologie, Natuurwetenschap & Techniek, ISBN 90 70157 73 X ASPERGES, M., e.a., Didactiek van de biologie, Uitgeverij De Boeck, Antwerpen BANNINK, G., VAN RUITEN Th., BioData, Nijgh Versluys, Baarn, 1999, 1ste druk, ISBN 90 425 1226 1, 240 blz., (figuren schema’s, tabellen,.) BLAMEY, M., De geïllustreerde flora, Thieme, Baarn NL, 1992 BOSSIER, M., e.a., Moderne plantkunde, Van In, Wommelgem, 1990 COKELAERE M, CRAEYNEST P., Onze genen - Handboek van de menselijke erfelijkheid, Acco, 1998, 424 blz., ISBN 90-334-4126-8 CRUSE J.M., LEWIS R.E., Atlas of Immunology, Springer-Verlag, Berlin, 1999, ISBN 3-540-64807-0 DARWIN, C.,Over het ontstaan van soorten door middel van natuurlijke selectie of het behoud van bevoordeelde rassen in de strijd om het leven, Ned. Vertaling Uitg. Nieuwezijds ISBN 90 5712 096 8 DE CRAEN, J., Planten, dieren en ook mensen, Van In, Wommelgem, 2000 DEJAERE, R., Celmetabolism: basisfuncties, VUBPRESS, Brussel, 1999, ISBN 90 5487 237 3 DE LANGHE, J., e.a., Flora van België, het Groothertogdom Luxemburg, Noord-Frankrijk en de aangrenzende gebieden (Pteridofyten en Spermatofyten), Nationale plantentuin van België, Meise DE MUYNCK, B., Bezoekerscentra bij natuurgebieden in Vlaanderen, Stichting Leefmilieu, Kipdorp 11, 2000 Antwerpen (03-231 64 48). DE PAUW, N., VANNEVEL, R., Macro-invertebraten en waterkwaliteit, Dossier Stichting Leefmilieu, Antwerpen DETHIER, M., De veldbioloog vertelt over het leven in het water en in de grond, Casterman, Doorni DRESSLER, D. en POTTER, H., Enzymen. Wetenschappelijke Bibliotheek, Natuurwetenschap & Techniek, ISBN 90 70159 993 DUVE, C. de , De levende cel - rondreis in een microscopische wereld, deel 1 en 2. Wetenschappelijke Bibliotheek Natuurwetenschap & Techniek, ISBN 90 70157 59 4. FORTEY, R., Leven, een ongeautoriseerde biografie - de geschiedenis van vier miljard jaar leven op aarde, Anthos, Amsterdam, 1998 (ISBN 9041402705), 400 pag. FULLICK, A., Human Health and Disease, Heinemann Educational, Oxford FULLICK, A., Biology, Heinemann Educational, Oxford GARNWEIDNER, Paddestoelengids in kleur, Thieme, Baarn NL GOULD, S.J., Wonderlijk leven: over toeval en evolutie, Uitgeverij Contact, Amsterdam, 1990, 368 blz. GRZIMEK, B., Het leven der dieren. Encyclopedie van het dierenrijk. 16 dln. Utrecht HARING, B., Kaas en de evolutietheorie, Uitgeverij Houtekiet, 160 pag., ISBN: 9052406006 HAYWARD, P. e.a., Gids van kust en strand (Flora en fauna, beschrijvingen van meer dan 3000 Europese soorten), Baarn: Tirion, 1999, 352 pag., ISBN 9052103275 KAHLE W., LEONHARDT H. en PLATZER W., Sesam Atlas van de anatomie 1, 2 en 3, Westland, telkens ca. 400 blz., ISBN 90-246-69-162, -170, -180 KEETON & MC FADDEN (bewerkt door Dr. G.M.N. Verschuuren, Drs. H. de Bruin, M.W. Halsema), Grondslagen van de biologie, deel I en II, Leiden H.E. Stenfort Kroese BV., Leiden/Antwerpen KESSEL, R.G. & KARDON R.H., Cellen, weefsels en organen - een scanning-elektronenmicroscopische studie-atlas, Natuurwetenschap & Techniek, NL KLOOSTERMANS, A., DNA als gerechtelijk bewijsmateriaal, Nederlands Forensisch Instituut www.dnasporen.nl KROMMENHOEK, W. e.a., Biologie in beeld, Malmberg, Den Bosch, s.d.


50

LAWALRÉE, A., Beschermde wilde planten in België, Nationale Plantentuin van België, Meise LEWONTIN, R.C., Menselijke verscheidenheid - Het spel van erfelijkheid, milieu en toeval, Wetenschappelijke bibliotheek van Natuurwetenschap en Techniek, NL LODISH, H, e.a.,Molecular Cell Biology,. ISBN 0-7167-3136-3 MACKEAN, D.G., Inleiding tot de biologie, Wolters-Noordhoff, Leuven-Groningen MEADOWS, J., Geschiedenis van de Wetenschap, Natuurwetenschap & Techniek, Amsterdam, ISBN 90 68251 902 NENNEMA, J., Geïllustreerde flora van België, Nederland en Luxemburg, Den Gulden Engel, Antwerpen NYS, R.J.V., Ecologie, theorie en praktijk, Monografie Leefmilieu, De Nederlandsche Boekhandel, Antwerpen/Amsterdam. PASSARGE, G., Color Atlas of Genetics, Uitgeverij Thieme, 1995, ISBN 0-86577-587-7 PIES, W., Biologie - Prüfungsliteratur zum GK 1, Mediscript Verlag, Bad Wörishofen, Duitsland (meerkeuzevragen over de cel en genetica) RAVEN, P.H. e.a., Biology of plants, W. H. Freeman and Company, New York, 1999 REID, L., Ecologie, Het Spectrum, Utrecht/Antwerpen. RIDLEY, M., Genoom, het recept voor een mens (autobiografie van de menselijke soort in 23 hoofdstukken), Contact, Amsterdam, 304 blz. ROS, R. & VINTGES, V. (red.), Het milieu van de natuur, Stichting Natuur en Milieu, Donkerstraat 17, 3511 KB Utrecht SILVER L., Sleutelen aan de schepping, Westland/Ten Have, 255 blz. ISBN 90-259-4717-4 SILBERNAGL S. en DESPOPOULOS A., Sesam Atlas van de fysiologie, Westland, ISBN 90-246-7032-2 SKELTON, P., Evolution. A biological and palaeontological approach, Addison-Wesley Publishing Company, 1993, 1064 blz. SOMPRAYRAC, L., How the immune system works, Blackwell Science, Oxford, 1999, 111 blz., ISBN 0-632-04413-6 STRENGERS, P.F.W., e.a., Bloed - Van magie tot wetenschap, Wetenschappelijke bibliotheek van Natuurwetenschap & Techniek, NL THEUNISSEN B. en VISSER R.P.W., De wetten van het leven. Historische grondslagen van de biologie 1750-1950, Ambo, 278 blz. (ISBN 90-263-1214-8) VACLAV, S., Elementaire kringlopen, Wisselwerking tussen biosfeer en beschaving, Wetenschappelijke bibliotheek van Natuurwetenschap & Techniek, ISBN 90 73035 75 9 VAN DEN BERGHE H, e.a., Jongeren en erfelijkheid: hun beeldvorming over erfelijke ziekten, erfelijke risico's en genetische tests, Uitgeverij Garant Leuven-Apeldoorn, 1996, 133 blz., ISBN 90-5350-531-8 VAN DER STEEN, J.C., Sesam ecologie - De mens in zijn milieu, Bosch en Keuning, Baarn VAN GOOL A., Van nucleotide tot genoom - Het genetisch elan, Uitgeverij Garant Leuven-Apeldoorn, 1997, 269 blz.ISBN 90-5350-647-0 VERNON, L., Biology, Investigating Life on Earth, Avilla ISBN 0-86720-942-9 WATERMAN, T.H., Navigatie in de natuur - Meesters in de stuurmanskunst, Wetenschappelijke bibliotheek van Natuurwetenschap & Techniek, NL WRIGHT, D., Human Biology, Heinemann Educational, Oxford ZEISS, F., Natuurlijke historiën - Geschiedenis van de biologie van Aristoteles tot Darwin, Uitg. Boom, Amsterdam, 272 blz., ISBN 90-5352-232-8 ZIMMER, C., Evolutie, triomf van een idee,Uitg. Het Spectrum, Utrecht, isbn: 9027475830, 2002 On-Line Biology Book: http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookTOC.html


51

TIJDSCHRIFTEN Bio, tijdschrift van de VOB - Vereniging voor leerkrachten biologie, gezondheidszorg en milieueducatie, tijdschrift biologie plus jaarboek, http://www.vob-ond.be/ Cahiers Bio-Wetenschappen en Maatschappij, Postbus 617, 2300 Leiden (Nl) EOS, Brugstraat 51, 2300 Turnhout, http://www.eos.be MENS, Te Boelaarlei 23, 2140 Antwerpen, http://www.2mens.com/ Milieukrant, Ced-Samson, Kouterveld 14, 1831 Diegem Natuurflits, Natuurpunt: Educatieve dienst, Graatakker 11, 2300 Turnhout, http://www.natuurpunt.be Natuurwetenschap & Techniek, Postbus 3144, 4800 DC Breda, http://www.natutech.nl/ Natuur en Wetenschap, Zuidstraat 211, 3581 Beverlo, http://www.new.be.tf/ Nieuwe Wildernis, Stichting Kritisch Bosbeheer, Zuider Parallelweg 34, 6953 DC Dieren, NL, http://www.nieuwe-wildernis.nl Tijdschriften van WWF, E. Jacqmainlaan 90, 1000 Brussel, http://www.wwf.be Tijdschrift van JNM, Kortrijksepoortstraat 192, 9000 Gent, http://www.jnm.be/ Tijdschrift van de Stichting Omer Wattez, Milieucentrum, Kattestraat 23, 9700 Oudenaarde, http://www.stichting-omer-wattez.be/ Topografische kaarten (1/25000, 1/50000, 1/100000), Nationaal Geografisch Instituut, 1050 Brussel, http://www.ngi.be/ VeLeWe - Vereniging voor leerkrachten wetenschappen, http://www.velewe.be/ In de Dienst Medische Genetica van elk universitair ziekenhuis zijn brochures i.v.m. genetisch advies verkrijgbaar en kan gespecialiseerde literatuur geraadpleegd worden in de bibliotheek.

BROCHURES Erfelijkheid in de kijker en Prenataal onderzoek in de kijker (gratis brochures), Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, postbus 1365, 1000 Brussel Lesbladen Water en Lucht, Vlaamse Milieumaatschappij, Van de Maelestraat 96, 9320 Erembodegem (Aalst), http://www.vmm.be Wel thuis - het voorkomen van vergiftigingen en Wie ons wil bellen, verliest beter geen tijd (gratis brochures) Antigifcentrum, p/a Militair Hospitaal Koningin Astrid, Bruynstraat 1120 Brussel, http://www.poisoncentre.be/ Dr. Lic BERTELS, G., e.a., ‘Zoönosen - Ziekten en besmettingen die van dieren op mensen kunnen overgaan’, gratis brochure, Provinciale Landbouwdienst, Herkenrodestraat 20, 3600 Genk Een educatief reservaat... een laboratorium in volle natuur, Werkdossier voor de leerkracht, Instituut voor Natuurbehoud, Kliniekstraat 25, 1070 Brussel, http://www.instnat.be/nl/


52

Cd-rom’s Atlas van de menselijke anatomie, Sobotta, Kluwer, Diegem, ISBN: 30-313-2558-9 Fytotherapie Informatorium, Kluwer Editorial, Diegem, 1997 Noordzee, Expertisecentrum voor Taxonomische Identificaties, NL De rijkdom van bloed, Digitale Wetenschappelijke Bibliotheek van Natuur & Techniek, Amsterdam, 1998 Animal Planet, Discovery Channel Multimedia, Valkesier, (Fauna - 1100 diersoorten, flora en allerlei ecosystemen) World Book - Multimedia Encyclopedia, IBM, Mediamix Het lichaam van de mens 2.0, Nova Zembla, Stichting Edupro (NL), tel. 0180-46 10 65 (Interactieve encyclopedie over het functioneren van het lichaam) De natuur, Media Club, Roeselare (Ref. 4726), (Interactieve encyclopedie over dieren, planten en hun omgeving) Nederlandstalige Encyclopedie, SoftKey, Amsterdam, ISBN: 90-5432-168-7 Encarta Encyclopedie, Winkler Prins Editie, Microsoft Bodyworks, Multimediagids van het menselijk lichaam, Nederlandstalige versie, TLC Domus Wondere wereld van de honingbij, Een interactieve presentatie over bijen en andere insecten, Vereniging tot bevordering van de bijenteelt in Nederland (1997) Interactive Physiology, Ed. A.D.A.M., Benjamin/Cummings De interactieve flora van Nederland en Vlaanderen, Uitg. Malmberg, Den Bosch De Mens in 3D, Encyclopedie over het menselijk lichaam, cd-rom verkooppunten Het Menselijk Lichaam’, samen met boek, Artis-Vicindo, Mechelen, 2000, http://www.vicindo.be/ EHBO-diskette ‘Eerstehulpflop’, Rode Kruis Vlaanderen (RKV), Dienst Gezondheidspromotie, Vleurgatsesteenweg 98, 1050 Brussel, http://www.redcross.be

Video Aan genen zijde: overerving bij de mens, (32 minuten, Nederlands), Audiovisuele dienst K.U. Leuven, Groenveldlaan 3 bus 3, 3001 Heverlee Microcosmos, Free Record Shop België De zwervers van de oceaan, National Geografhic Video, Parklaan 70 bus 12, 9100 Sint-Niklaas Mijlpalen in de biologie, incl. handleiding met kopieerbare werkbladen, Schooltv, Teleac/NOT SchoolTV, Uitgeverij EPO, Lange Pastoorstraat 25-27, 2600 Berchem, http://mmbase.teleacnot.nl/schooltv/index.jsp

SECUNDAIR ONDERWIJS TSO. derde graad. eerste en tweede leerjaar. Chemie. Chemie. (Vervangt 97009) Onderwijsvorm: Graad: Jaar: Studiegebied: Optie(s)

Recommend Documents