Hoofdstuk 1 Biology and Its Themes
Evolutie is het proces van veranderingen dat het leven op Aarde van het hele eerste begin
tot de diversiteit van organismen nu levend op aarde heeft getransformeerd.
De verschillende organisatie niveaus zijn van klein naar groot:
Moleculen Organellen Cellen Weefsels Organen/Orgaansystemen
Organismen (Levend wezen met eigen stofwisseling) Populaties (Alle individuen van een
soort die leven in een bepaald gebied) Gemeenschap (alle organismen in een bepaald
ecosysteem) Ecosysteem Biosfeer
Emergente eigenschappen betekent de rangschikking en interactie van “losse” onderdelen
door toename van de complexiteit
Om, bijv. emergente eigenschappen beter te onderzoeken wordt reductionisme (=In veel
detail een eiwit/molecuul bekijken) samengevoegd met systeem biologie (= De interacties
tussen twee componenten van een systeem)
Om een biologisch proces te kunnen bestuderen moet je alle
onderdelen van een systeem en de relaties tussen onderdelen vastleggen.
Celmembraan DNA Celkern Organellen Grootte
Prokaryoot x x Groot
Eukaryoot x x x x klein
Al het erfelijke materiaal staat ‘’opgeschreven’’ in het DNA. DNA bestaat uit genen zorgen
weer voor genexpressie. D is de mate waarmee het DNA van een gen gekopieerd wordt
naar mRNA en mRNA vertaald wordt naar een aminozuursequentie (volgorde). Dit proces
bestaat uit twee stappen: transcriptie van DNA in mRNA en translatie van mRNA naar
eiwitten. Genexpressie zorgt er ook voor dat RNAs die niet worden vertaald naar eiwitten
een andere belangrijke functie krijgen.
Genomics is de studie naar de genen van een soort en de onderlinge vergelijking van genen
tussen soorten. En een genoom is alle genetische informatie van een organisme (menselijk
genoom - 3 miljard base paren).
Negatieve terugkoppeling: Positieve terugkoppeling:
,Er zijn drie domeinen van leven:
Archaea (prokaryoten, unicelullair)
Bacterie (prokaryoten, unicellulair)
Eukarya (eukaryoten, multicellulair) Schimmels
Planten
Dieren
Protisten (eencellig)
Protisten horen bij de Eukarya omdat onderzoek heeft uitgewezen dat sommige Protisten
meer overeenkwamen met planten, dieren en schimmels dan dat ze overeenkomen met
andere protisten.
Natuurlijke selectie is volgens Darwin het mechanisme van de evolutionaire aanpassing. Dit
kan worden uitgelegd door het volgende voorbeeld:
1. Er zijn kevers met verschillende kleuren
2. De lichte kevers vallen op en worden opgegeten
3. De overlevenden (donkerder gekleurde) plantten zich voort
4. De donkere kevers gaan overheersen
De evolutietheorie (door Darwin) is opgesteld op basis van:
Variatie per individu (genetische variatie)
Competitie (sommige kunnen beter overleven, survival of the fittest)
Ongelijk reproductie (sommige krijgen dus meer nakomelingen)
Evolutionair adaptatie (aanpassing)
Tijdens een onderzoek (inquiry) ga je als volgt te werk:
1.Waarnemingen/ Observaties
2. Hypothese/Vraagstelling (inductive = zeer waarschijnlijk, niet op feiten gebaseerd) en
deductive = door middel van het uitsluiten van dingen)
3. Experimenten
4. Resultaten (data)
5. Conclusie/Discussie (terugkoppelen naar theorie)
Hoofdstuk 22 Fylogenie
Fylogenie laat de evolutionaire verbanden tussen soorten zien en taxonomie is de theorie en
praktijk van de classificatie van organismen; deel van de systematiek, de studie van de
soorten en diversiteit van organismen.
Wetenschappelijke naamgeving is Geslacht soort (Canis latrans)
Classificatie gaat als volgt:
Domein Koninkrijk Phylum Klasse Rang Familie Geslacht Soort
Fylogenetische boom laat het patroon zien waarmee de soorten van een
gemeenschappelijke voorouder afstammen.
Bij een branch point wijken twee geslachten af van de gemeenschappelijke voorouder
(common ancestor) door evolutie.
Sister taxa zijn groepen organismen die een onmiddellijke gemeenschappelijke voorouder
delen en dus verwant zijn aan mekaar.
Polytomie is een punt in de boom waar meer dan 2 groepen verschijnen.
Homologe organen Dezelfde voorouder en dezelfde functie
Analoge organen Andere voorouder en dezelfde functie
, Een clade is een schematische weergave van een groep organismen die allen afstammen
van een bepaalde gemeenschappelijke evolutionaire voorouder, plus die voorouder zelf.
Monophyletische groep
Bestaat uit een voorouder en alle nakomelingen
Paraphyletische groep
Bestaat uit een voorouder en een gedeelte van de nakomelingen maar niet
allemaal
Polyphyletische groep
Een groep met nakomelingen waarbij de gemeenschappelijke voorouder geen
deel is van de groep
Orthologe genen zijn homologe genen gevonden in verschillende soorten als gevolg van
soortvorming.
Paraloge genen zijn homologe genen binnenin een soort die is ontstaan door verdubbeling.
Zulke genen kunnen afwijken en mogelijk nieuwe functies aannemen.
Verre verwante soorten hebben vaak veel orthologe genen. De kleine variatie in gen
nummers in organismen van variërende complexiteit suggereert dat genen veelzijdig zijn en
veel verschillende functies kunnen hebben.
DNA kan soms gebruikt worden om te dienen als moleculaire klok. Hierbij wordt de
hoeveelheid aan genetische verandering gebruikt om te schatten wanneer de evolutionaire
gebeurtenissen in het verleden hebben plaats gevonden.
Onderzoek heeft uitgewezen dat uitgebreide horizontale gen-overdracht heeft
plaatsgevonden gedurende de evolutionaire geschiedenis van het leven.
Why was the five-kingdom system abandoned for three-domain system?
In het vijf-koninkrijk hadden de alle prokaryoten en alle eukaryoten hun eigen groep
(monera). Maar naar later onderzoek bleek dat sommige prokaryoten net zoveel van mekaar
verschilden als de prokaryoten verschillen van eukaryoten. Vandaar dat er is overgegaan
naar een taxonomisch hoger level.
Hoofdstuk 25 Macro-evolutie
De ingrijpende veranderingen in het leven op aarde, zoals blijkt uit fossielen, illustreren
macro-evolutie. Dit betekent het brede patroon van evolutie boven het level van de soorten.
Het ontstaan van de eerste cellen op aarde:
1. De abiotische (niet levend) synthese van kleine organische moleculen, zoals
aminozuren en stikstofbasen.
2. Het verbinden van deze kleine moleculen in macromoleculen, zoals eiwitten en
nucleïnezuren.
3. Het verpakken van deze moleculen in protocellen (=Abiotische moleculen omgeven
door een celmembraan. Ze kunnen zich repliceren en hebben een simpel
metabolisme)
4. Replicatie
Hydrothermal vents zijn plekken op de grond van de zee waar verwarmd water en mineralen
vanuit het binnenste van de aarde naar buiten stromen. Sommige van deze ‘’vents’’ geven
heel heet water af (300-400 graden) dat organische verbindingen die er worden gevormd
instabiel zijn.
Alkaline vents Laat water vrij met een hoog pH (9-11) en 40-90 graden. Dit milieu is dus
meer geschikt voor de oorsprong van het leven.
Evolutie is het proces van veranderingen dat het leven op Aarde van het hele eerste begin
tot de diversiteit van organismen nu levend op aarde heeft getransformeerd.
De verschillende organisatie niveaus zijn van klein naar groot:
Moleculen Organellen Cellen Weefsels Organen/Orgaansystemen
Organismen (Levend wezen met eigen stofwisseling) Populaties (Alle individuen van een
soort die leven in een bepaald gebied) Gemeenschap (alle organismen in een bepaald
ecosysteem) Ecosysteem Biosfeer
Emergente eigenschappen betekent de rangschikking en interactie van “losse” onderdelen
door toename van de complexiteit
Om, bijv. emergente eigenschappen beter te onderzoeken wordt reductionisme (=In veel
detail een eiwit/molecuul bekijken) samengevoegd met systeem biologie (= De interacties
tussen twee componenten van een systeem)
Om een biologisch proces te kunnen bestuderen moet je alle
onderdelen van een systeem en de relaties tussen onderdelen vastleggen.
Celmembraan DNA Celkern Organellen Grootte
Prokaryoot x x Groot
Eukaryoot x x x x klein
Al het erfelijke materiaal staat ‘’opgeschreven’’ in het DNA. DNA bestaat uit genen zorgen
weer voor genexpressie. D is de mate waarmee het DNA van een gen gekopieerd wordt
naar mRNA en mRNA vertaald wordt naar een aminozuursequentie (volgorde). Dit proces
bestaat uit twee stappen: transcriptie van DNA in mRNA en translatie van mRNA naar
eiwitten. Genexpressie zorgt er ook voor dat RNAs die niet worden vertaald naar eiwitten
een andere belangrijke functie krijgen.
Genomics is de studie naar de genen van een soort en de onderlinge vergelijking van genen
tussen soorten. En een genoom is alle genetische informatie van een organisme (menselijk
genoom - 3 miljard base paren).
Negatieve terugkoppeling: Positieve terugkoppeling:
,Er zijn drie domeinen van leven:
Archaea (prokaryoten, unicelullair)
Bacterie (prokaryoten, unicellulair)
Eukarya (eukaryoten, multicellulair) Schimmels
Planten
Dieren
Protisten (eencellig)
Protisten horen bij de Eukarya omdat onderzoek heeft uitgewezen dat sommige Protisten
meer overeenkwamen met planten, dieren en schimmels dan dat ze overeenkomen met
andere protisten.
Natuurlijke selectie is volgens Darwin het mechanisme van de evolutionaire aanpassing. Dit
kan worden uitgelegd door het volgende voorbeeld:
1. Er zijn kevers met verschillende kleuren
2. De lichte kevers vallen op en worden opgegeten
3. De overlevenden (donkerder gekleurde) plantten zich voort
4. De donkere kevers gaan overheersen
De evolutietheorie (door Darwin) is opgesteld op basis van:
Variatie per individu (genetische variatie)
Competitie (sommige kunnen beter overleven, survival of the fittest)
Ongelijk reproductie (sommige krijgen dus meer nakomelingen)
Evolutionair adaptatie (aanpassing)
Tijdens een onderzoek (inquiry) ga je als volgt te werk:
1.Waarnemingen/ Observaties
2. Hypothese/Vraagstelling (inductive = zeer waarschijnlijk, niet op feiten gebaseerd) en
deductive = door middel van het uitsluiten van dingen)
3. Experimenten
4. Resultaten (data)
5. Conclusie/Discussie (terugkoppelen naar theorie)
Hoofdstuk 22 Fylogenie
Fylogenie laat de evolutionaire verbanden tussen soorten zien en taxonomie is de theorie en
praktijk van de classificatie van organismen; deel van de systematiek, de studie van de
soorten en diversiteit van organismen.
Wetenschappelijke naamgeving is Geslacht soort (Canis latrans)
Classificatie gaat als volgt:
Domein Koninkrijk Phylum Klasse Rang Familie Geslacht Soort
Fylogenetische boom laat het patroon zien waarmee de soorten van een
gemeenschappelijke voorouder afstammen.
Bij een branch point wijken twee geslachten af van de gemeenschappelijke voorouder
(common ancestor) door evolutie.
Sister taxa zijn groepen organismen die een onmiddellijke gemeenschappelijke voorouder
delen en dus verwant zijn aan mekaar.
Polytomie is een punt in de boom waar meer dan 2 groepen verschijnen.
Homologe organen Dezelfde voorouder en dezelfde functie
Analoge organen Andere voorouder en dezelfde functie
, Een clade is een schematische weergave van een groep organismen die allen afstammen
van een bepaalde gemeenschappelijke evolutionaire voorouder, plus die voorouder zelf.
Monophyletische groep
Bestaat uit een voorouder en alle nakomelingen
Paraphyletische groep
Bestaat uit een voorouder en een gedeelte van de nakomelingen maar niet
allemaal
Polyphyletische groep
Een groep met nakomelingen waarbij de gemeenschappelijke voorouder geen
deel is van de groep
Orthologe genen zijn homologe genen gevonden in verschillende soorten als gevolg van
soortvorming.
Paraloge genen zijn homologe genen binnenin een soort die is ontstaan door verdubbeling.
Zulke genen kunnen afwijken en mogelijk nieuwe functies aannemen.
Verre verwante soorten hebben vaak veel orthologe genen. De kleine variatie in gen
nummers in organismen van variërende complexiteit suggereert dat genen veelzijdig zijn en
veel verschillende functies kunnen hebben.
DNA kan soms gebruikt worden om te dienen als moleculaire klok. Hierbij wordt de
hoeveelheid aan genetische verandering gebruikt om te schatten wanneer de evolutionaire
gebeurtenissen in het verleden hebben plaats gevonden.
Onderzoek heeft uitgewezen dat uitgebreide horizontale gen-overdracht heeft
plaatsgevonden gedurende de evolutionaire geschiedenis van het leven.
Why was the five-kingdom system abandoned for three-domain system?
In het vijf-koninkrijk hadden de alle prokaryoten en alle eukaryoten hun eigen groep
(monera). Maar naar later onderzoek bleek dat sommige prokaryoten net zoveel van mekaar
verschilden als de prokaryoten verschillen van eukaryoten. Vandaar dat er is overgegaan
naar een taxonomisch hoger level.
Hoofdstuk 25 Macro-evolutie
De ingrijpende veranderingen in het leven op aarde, zoals blijkt uit fossielen, illustreren
macro-evolutie. Dit betekent het brede patroon van evolutie boven het level van de soorten.
Het ontstaan van de eerste cellen op aarde:
1. De abiotische (niet levend) synthese van kleine organische moleculen, zoals
aminozuren en stikstofbasen.
2. Het verbinden van deze kleine moleculen in macromoleculen, zoals eiwitten en
nucleïnezuren.
3. Het verpakken van deze moleculen in protocellen (=Abiotische moleculen omgeven
door een celmembraan. Ze kunnen zich repliceren en hebben een simpel
metabolisme)
4. Replicatie
Hydrothermal vents zijn plekken op de grond van de zee waar verwarmd water en mineralen
vanuit het binnenste van de aarde naar buiten stromen. Sommige van deze ‘’vents’’ geven
heel heet water af (300-400 graden) dat organische verbindingen die er worden gevormd
instabiel zijn.
Alkaline vents Laat water vrij met een hoog pH (9-11) en 40-90 graden. Dit milieu is dus
meer geschikt voor de oorsprong van het leven.
