Cellen studiewijzer 4.1 (4 atheneum) Antwoorden studiewijzer Inhoud 1. Microscoop 2. Cellen 3. Opname en afgifte van stoffen 4. Bacteriën en virussen 5. Celdeling 6. Ontwikkeling van cellen 7.Fouten en wildgroei 1.Microscoop - - 1 µm = 10 -4 cm of 1 cm = 104 µm een plantencel is maximaal 100 µm en minimaal 10 µm In één centimeter kunnen dus ongeveer 100 tot 1000 cellen een bacterie is maximaal 10 µm en minimaal 1µm. In één centimeter kunnen dus ongeveer 1000 tot 10.000 bacteriën. een virus is ongeveer 100 nm ( er zijn nog veel kleinere virussen) 1 nm = 10 -7 cm of 1 cm = 10 7 nm Er kunnen dus ongeveer 100.000 virussen in een centimeter 2. Cellen - met lichtmicroscoop met electronenmicroscoop kern mitochondriën chloroplasten ribosomen   endoplasmatisch reticulum   lysosomen   golgi-apparaat   kenmerk functie plant/ dier / bacterie stippel opening in celwand plant transport pl intercellulaire ruimte ruimte tussen twee cellen transport pl kernmembraan vlies rond kern transport pl/d/b celwand dode wand dik stevigheid pl/b middenlamel laagje in celwand verbindt celwanden pl golgiapparaat stapel blazen productie stoffen pl/d kern grootste organel regelt alles in cel pl/d kernlichaampje bolletje in kern maakt ribosomen pl/d lysosoom blaasje met membraan opslag verteringsenzymen pl/d endopl.reticulum dunne buisjes soms met ribosomen transport pl/d mitochondrion ovaal met schotjes energievoorziening pl/d ribosomen zeer klein maken eiwit pl/d/b vacuole blaas met vocht opslag water enz. pl(d) chloroplast bevat bladgroen,groot maken suiker en zetmeel pl leucoplast kleurloos groot opslag zetmeel pl grondplasma vloeistof in cel   pl/d/b     plant dier bacterie celwand + - + plastiden(bladgroenkorrels en zetmeelkorrels + - - celmembraan + + + grote vacuole + - - ribosomen + + + organellen + + - Het golgi-apparaat bestaat uit een soort platte blazen, waarin allerlei stoffen worden gemaakt (bijvoorbeeld slijm). Die blazen zijn omgeven door membranen. Membranen zijn een soort vloeibare wandjes. Ze bestaan uit vetten. Stukjes van de membranen kunnen afsnoeren en vormen dan een soort blaasjes gevuld met een beetje stof uit het golgi-apparaat. Deze blaasjes verplaatsen naar de celmembraan de membraan van zo’n blaasje vloeit samen met de celmembraan en de inhoud stroomt de cel uit. De ribosomen maken eiwitten. Veel van die eiwitten zijn enzymen. Enzymen zijn eiwitten die allerlei processen in de cel regelen. Sommige van die enzymen komen via het Golgi-apparaat in de lysosomen. Ze worden daarin opgeslagen omdat ze anders stoffen in de cel gaan afbreken.|Het golgi-apparaat maakt ook stoffen die de cel uit gaan (zie vraag 10) bijvoorbeeld slijm. a. Fagocytose betekent letterlijk vreten met de hele cel. Er zijn ééncellige beestjes (amoeben spreek uit ameuben) die bacteriën en andere ééncelligen eten door er met de cel membraan een blaasje om te vormen. Het blaasje snoert af en het voedsel zit in de amoebe. De witte bloedcellen in ons lichaam vreten ook op deze manier bacteriën op. animatie fagocyt macrofagen b.Cellen kunnen vloeistoffen opnemen door middel van een blaasje. Dat noemt men pinocytose. houten vloeren, meubels papier (cellulose) kutk katoenen en linnen kleding hydrofiel: de de fofsorgroepen hydrofoob: de vergroepen cel afscheiden van de omgeving transport van stoffen de cel in en uit: water en voedingsstoffen de cel in water en afvalstoffen de cel uit signalen naar de cel doorgeven Het celskelet bestaat uit microtubuli Dat zijn dunne buisjes. Ze zorgen ervoor dat de vorm van de cel gehandhaafd blijft. voor transport van stoffen door de celmembraan als receptor (=ontvanger) van signaalstoffen a. glucose b. Koolstofdioxide (CO2) en water c. leveren van energie voor de cellen d. Energie is lastig te bewaren en lastig te vervoeren. Daarom wordt de energie vastgelegd in de stof ATP. Deze stof zit overal in de cel. Als ergens energie nodig is dan wordt van ATP weer ADP gemaakt en de energie komt vrij om gebruikt te worden voor allerlei processen. Energie is moeilijk op te slaan. Cellen halen hun energie vooral uit de verbranding van glucose in de mitochondriën. De verbranding is een ingewikkeld proces waarvoor enkele tientallen enzymen nodig zijn. Om energie tijdelijk op te slaan en te vervoeren wordt de energie in de stof ATP gestopt. Aan ADP wordt een extra fosfaat geplakt. De energie die daarvoor nodig is zit in een zogenaamde energierijke binding. De ATP met de daarin opgeslagen energie zit overal in de cel. Zodra ergens energie nodig is wordt de fosfaatgroep weer losgemaakt. De ADP en fosfaat gaaan door diffusie weer naar de mitochondriën en kunnen weer omgezet worden in ATP. Celwand plant: a. dik en sterk goed met lichtmicroscoop te zien b. grote openingen (volledig doorlaatbaar) alle moleculen stoffen kunnen erdoor c. eenvoudig, leeft niet d. cellulose houtstof Celmembraan a. zeer dun erg kwetsbaar.. b. halfdoorlaatbaar: kleine moleculen kunnen erdoor (bijvoorbeeld water) - selectief permeabel c. zeer ingewikkeld , leeft d. fosfolipiden en eiwitten chloroplasten (bladgroenkorrels) --> fotosynthese kleurstofkorrels --> kleur geven aan vruchten voor de zaaderspreiding leukoplasten --> opslag van voedsel (amyloplasten) 3. Opname en afgifte van stoffen - uit fosfolipiden met daartussen eiwitmoleculen. Door de receptoren is de cel herkenbaar voor zijn omgeving en kan de cel ook informatie ontvangen Cellen krijgen informatie via signaalstoffen (hormonen). Voor ieder signaalstof is een andere receptor nodig. Niet alle cellen moeten op dezelfde signaalstoffen reageren en dus hebben niet alle cellen dezelfde receptoren. Door actief transport kan de cel zelf bepalen welke stoffen wel en welke niet opgenomen/afgegeven worden. Het kost de cel altijd energie. Passief transport gaat d.m.v. diffusie. Voor passieftransport moeter altijd een concentratieverschil aanwezig zijn. Passief transport kost de cel geen energie. Actief transport kan op verschillende manieren. Er hoef geen concentratieverschil te zijn. Actief transport kan ook egen het concentratieverval in gebeuren. Het kost altijd energie. zuurstof, koolstofdioxide en water (in het algemeen: kleine en ongeladen deeltjes) stoffen met grote(re) moleculen en stoffen die uit geladen deeltjes (ionen) bestaan. Dat laatste is o.a. het geval bij zouten (bijv. NaCl en KNO3). watermoleculen zijn klein en ongeladen. ze kunnen daardoor passief de celmembraan passeren. suiker is een veel groter molecuul een membraan is een dun vlies dat een afscheiding vormt tussen twee ruimtes. een selectief permeabel (semipermeabel) membraan is gedeeltelijk doorlaatbaar. Sommige stoffen worden wel doorgelaten, andere niet. - diffusie is het gelijkmatig verdelen in de ruimte van moleculen in een vloeistof en een gas door de beweging van de moleculen zelf. osmose is diffusie door een halfdoorlaatbare wand (een membraan waar grote moleculen niet en kleine moleculen wel door kunnen. a. Het water gaar van ruimte A naar ruimte B. b. De concentratie suiker in ruimte A wordt groter. c. de concentratie suiker in ruimte B wordt kleiner. d. De osmotische druk in ruimte A wordt kleiner e. De osmotische druk in ruimte B wordt groter. animatie celmembraan a, via transporteiwitten b.Actief transport is als het de cel energie kost om de moleculen door de membraan te krijgen. De energie komt uit de mitochondriën van de verbranding van suiker en wordt in de vorm van ATP naar de plaats gebracht waar het nodig is. Endocytose en exocytose gebeurt door afsnoering van stukjes membraan. - plasmolyse is het krimpen van de plantencel door het verlies aan water, waardoor de celmembraan losraakt van de celwand. Turgor is de druk die de celinhoud op de celwand uitoefent Het celplasma van zeediertjes heeft ongeveer dezelfde concentratie zouten en grote moleculen als het zeewater. De cellen zullen in zee dus niet te veel water op te nemen. Algen hebben een celwand die ervoor zorgt dat de cel niet uit elkaar barst. 4. Bacteriën en virussen -   dier bacterie kern + - endoplasmatisch reticulim + - mitochondriën + - plastiden - - voedingswijze heterotroof autotroof of heterotroof grootte 10 - 100 µm 1 - 10 µm In dierlijke cellen zit het DNA in de kern. Het DNA is dus omgeven door een membraan. Bij bacteriën zit geen membraan om het DNA. Een bacterie heeft ringvormig DNA in het cytoplasma. Daarnaast heeft een bacterie ook kleine stukjes DNA (plasmiden). - Een virus bestaat alleen uit DNA (of RNA) met een eiwitmantel er omheen. Het heeft geen eigen stofwisseling en kan zich zonder de hulp van andere cellen niet voortplanten. Een virus kan andere cellen binnendringen. De celorganellen van de gastheercel worden dan door het virus gebruikt en er worden nieuwe virussen gemaakt. Het virus dringt een cel binnen. De eiwitmantel zorgt ervoor dat het virus een bepaalde gastheercel kan binnendringen. Het DNA (of RNA) stuurt de celorganellen van de gastheercel aan. deze vormen nieuwe virussen. Na verloop van tijd gaat de cel kapot en komen de niuewe virussen vrij. Zie bacteriofaag. 5. Celdeling Mitose (animatie) Mitose afbeelding  - Een chromosoom is een DNA-molecuul dat gespiraliseerd is rond een soort skelet van eiwit. Tijdens de interfase zijn de DNA-moleculen zeer lang en zeer dun. Ze zijn dan met een normale microscoop niet goed zichtbaar. DNA-moleculen die spiraliseren worden veel korter en dikker en zijn dan als ze gekleurd worden wel met de microscoop te zien. Voordat de cel gaat delen verdubbelt het DNA. Ieder DNA-molecuul wordt gekopiëerd. De twee identieke stukken die met het centromeer aan elkaar zitten noemt men chromatiden. Voor de deling bestaat een chromosoom uit 2 chromatiden. Na de deling uit 1. Vanuit de centriolen groeien eiwitdraden waarmee de chromatiden uit elkaar getrokken worden. Het centromeer is de plaats waarop de chromatiden van één chromosoom bij elkaar zitten. Dieren en de meeste planten ontstaan uit een bevruchte eicel, de zygote.De zygote ontstaat door het samensmelten van de kern van de eicel met de kern van een zaadcel. In de zygote komen chromosomen voor in paren. De zogenaamde homologe chromosomen.Een organisme ontstaat uit de zygote door miljarden celdelingen. Alle kernen in de cellen van een mens zijn kopieën van de kern in de zygote. Zie Mitose afbeelding 5, 3, 1, 6, 2, 4, 7, 8 1= interfase 2= metafase 3= profase 4= anafase 5 = interfase 6 = (pro)metafase 7= telofase 8 = celdeling Tijdens de mitose deelt een cel in twee identieke dochtercellen die dezelfde en hetzelfde aantal chromosomen hebben als de moedercel . Daarna volgt plasma groei ---.> groei van een organisme 4 chromosomen Tijdens de de;ing bestaat ieder chromosoom uit 2 chromatiden. De chromatiden worden tijdens de anafase uit elkaar getrokken. 6. Ontwikkeling van cellen - Deling van cellen ---> meer cellen en daarna uitgroei van de dochtercellen: vermeerdering van het cytoplasma met de celorganellen en bij planten daarna celstrekking) Gespecialiseerde cellen kunnen zich niet meer delen. Voor herstel blijven echter delende cellen nodig. a Tijdens de celdifferentiatie krijgen de cellen een bepaalde vorm en functie. b dekweefselcel (eptheelcel) zenuwcel zintuigcel spiercel kliercel beencel kraakbeencel bindweefselcel voortplantingscel (zaadcel, eicel) bloedcel (rode bloedcel, witte bloedcel) interfase G1-fase voorbereiding van de verdubbeling van het DNA (nucleotiden worden gemaakt) S-fase DNA wordt verdubbeld (synthese van DNA) G2-fase plasmagroei cel groeit uit tot juiste grootte membranen en andere celorganellen worden gemaakt delingsfase profase metafase anafase telofase celdeling Groei bij dieren: celdeling celgroei en celdifferentiatie (cellen krijgen bepaalde grootte en vorm die past bij het celtype groei vindt plaats door het hele lichaam Groei bij planten (zie celstrekking): celdeling groei tot bepaalde grootte celstrekking - opname van water, centrale vacuole wordt gevormd lengtegroei alleen vanuit topmeristemen (in stengeltop en worteltop) na de celstrekiking komt de celdifferentiatie, cel krijgt definitieve vorm in de stengel en wortel blijft in de stengel en wortel deelweefsel (cambium) zitten ---> alleen voor groei in de breedte (diktegroei) Mitose bij planten vooral in topmeristemen (deelweefsel in de worteltop en srengeltop) en in cambium ( deelweefsel tussen de houtvaten en bastvaten). Bij bomen en struiken vormt het cambium een ring tussen het hout en de bast. Huid De buitenste laag van de huid (hoornlaag) slijt voortdurend af. Vanuit de kiemlaag daar direct onder worden nieuwe huidcellen gevormd. De kiemlaag bevat dus delende cellen. Bloedcellen Rode bloedcellen hebben een beperkte levensduur (ze bevatten geen kern). Er moeten dus voordurend nieuwe rode bloedcellen aangemaakt worden. Dat gebeurt in het rode beenmerg van vooral de platte beenderen. In de cel zitten kleine vacuoles. De osmotische waarde van die vacuoles is groter dan die van de omgeving ---> er wordt water opgenomen. De primaire celwand is nog elastisch en kan daardoor rekken, maar er worden ook nieuwe cellulosemoleculen aan toegevoegd.. De vacuoles worden groter en uiteindelijk ontstaat één grote vacuole. Na de strekking wordt de celwand stugger (en daardoor steviger) doordat er andere stoffen aan toegevoegd worden. Hij kan dan niet meer groeien. vooral in wprteltoppen en stengeltoppen, direct achter de delingszones. Maar ook in uitlopende knoppen vindt celstrekking plaats. Tussen het hout en de bast Cambium is deelweefsel Naar binnen toe ontstaan nieuwe houtvaten Naar buiten toe ontstaan nieuwe bastvaten 7. Fouten en wildgroei - Bij de mitose kunnen fouten in het DNA ontstaan. Defecte cellen kunnen onschadelijk worden.gemaakt door het immuunsysteem. Foute cellen worden dan ontdekt door witte bloedcellen en gedood en opgeruimd Cellen kunnen ook zelf een eind aan hun leven maken (apoptose). Gedifferentieerde cellen herkrijgen hun delingsvermogen. Een cel gaat zich weer delen, terwijl dat nuet de bedoeling is. Er ontstaat dan een gewzwel (tumor). Als de celgroei niet beperkt blijft tot de plaats waar het is ontstaan, ,maar ook andere weefsel aan gaat tasten, spreekt men van kanker. door: UV-straling radioactieve straling virussen bacteriën chemische stoffen (carcinogene stoffen) erfelijke aanleg Een gen is een stukje DNA dat de informatie bevat voor het vormen van een eiwit. Een belangrijk deel van die eiwitten gaat werken als enzym. Alle processen in een organisme worden geregeld door enzymen. Voor iedere scheikundige reactie is een ander enzym nodig De definitie van een gen was tot voor kort: een stukje DNA dat zorgt voor het maken van 1 enzym Inmiddels is duidelijk geworden dat een gen soms meerdere verschillende enzymen kan maken. Bij de groei zijn genen betrokken die de celdeling regelen (regelgenen). Een aantal van die genen wordt uitgeschakeld als het lichaam is volgroeid. Sommige van die regelgenen kunnen "op hol slaan". Ze maken van een gewone cel een kankercel. Als dat gebeurt, gaat een al gedifferentieerde cel zich toch weer delen en ontstaat een tumor. Dergelijke op hol geslagen regelgenen worden oncogenen (letterlijk: kankergenen) genoemd. Een metastase is een uitzaaiing. Een kankercel blijft dan niet in het weefsel waarin hij is ontstaan, maar laat los en wordt via bloed en/of lymfe verspreid door het lichaam en vestigt zich op een andere plaats. Daardoor ontstaat op die plaats ook weer een tumor. Lang niet alle tumoren zijn kwaadaardig. Als ze beperkt blijven tot één plaats (en één weefsel) zijn ze goed te behandelen. Ze worden pas kwaadaardig als ook andere weefsel aangetast worden. Ook goedaardige tumoren kunnen levensbedreigend zijn. Het hangt af van de plaats waar ze ontstaan, hoe levensbedreigend ze zijn. Een tumor in de huid is minder gevaarlijk dan een tumor in de hersenen. Een tumor in de hersenen kan tot gevolg hebben dat bloedvaten dichtgedrukt worden en daardoor sterven ook gezonde hersencellen af.