H1: Biologie als wetenschap
1. Wat is leven?
• Cellulaire organisatie: elk levend organisme bestaat uit één of meerdere cellen
• Geordende complexiteit: complexe moleculaire structuren vormen verschillende
celtypes
• Sensitiviteit: levende organismen kunnen reageren op stimuli
• Groei, ontwikkeling en voortplanting: erfelijk materiaal doorgeven
• Energiemetabolisme: energie opnemen en verbruiken
• Homeostase: interne omgeving constant houden
• Evolutionaire adaptatie: door interactie met omgeving
• Celtype: motochondrion, lysosoom
Hiërarchische organisatie
• Cellulair niveau
o Atomen (N, C, O, …)
→ Moleculen (proteïnen, DNA, …)
→ Organellen (mitochondiën, kern, …)
→ Cellen (zenuwcel, spiercel, …)
o Cellen = functionele eenheid van leven
o 1 cel = levend organismen
o Eéncellige of multicellulaire
organismen
• Organismaal niveau
o Weefsels (zenuwweefsel)
→ Organen (hersenen)
→ Orgaanstelsels (zenuwstelsel)
→ Multicellulair organisme
• Populatieniveau
o Populatie
→ soort
→ gemeenschap
→ ecosysteem
o Bij elk hoger organisatieniveau zijn
er nieuwe bijkomende
eigenschappen die niet zijn af te
leiden uit de eigenschappen van de
afzonderlijke delen (emergente
eigenschappen)
1
,2. Biologie als wetenschap
1) Wetenschappelijke methodes
o Deductief redeneren = algemene principes gebruiken om specifieke resultaten
te voorspellen -> vertrekt van algemene stellingen
- Premisse A: Alle zoogdieren hebben haar
- Premisse B: Een kat heeft haar
- Conclusie: Een kat is een zoogdier
o Inductief redeneren = specifieke waarnemingen gebruiken om algemene
principes te voorspellen
- Kat A heeft haar
- Kat B heeft haar
- Kat X heeft haar
- Conclusie: Alle katten hebben (waarschijnlijk) haar
o Alle experimenten starten met waarneming
- Hypothese = één voorgestelde verklaring voor een waarneming.
- Experiment wordt gebruikt om hypothese te testen en/of andere
hypothesen te elimineren.
- Alle factoren (die niet getest worden) moeten constant blijven
- Belang van controles
2) Wetenschappelijke theorie (= hoger dan hypothese)
• geheel van concepten, ondersteund door wetenschappelijke redeneringen en
experimentele aanwijzingen
• verklaart alle observaties
• fundamentele basis van de wetenschap
3) Charles Darwin
• Grondlegger van de evolutietheorie (na een rondreis in het zuiden)
• Dieren wss een gemeenschappelijke voorouder -> ze passen zich aan dus
veranderen
- De wetten van de natuur veroorzaken veranderingen in de tijd (evolutie)
- Natuurlijke selectie = organisme die zich beter aanpassen hebben
meer kans om hun DNA door te geven aan de volgende generatie
4) Darwin en Malthus
• Thomas Malthus stelt vast dat populaties geometrisch toenemen
• In niet-gereguleerde omstandigheden -> overpopulatie
• Echter: sterfte limiteert populatiegroei
• Darwin: elk organisme kan zich ongebreideld voortplanten, maar slechts enkele
overleven en reproduceren
2
,5) Darwin’s evolutietheorie
• Survival of the fittest
= individuen met beter aangepaste eigenschappen (fysiek, gedragsgebonden,..)
meer kans om te overleven en zich voort te planten dan degenen die deze voordelige
eigenschappen niet bezitten
= individuen die het best zijn aangepast aan de omgeving hebben de grootste kans
om te overleven en zich voort te planten
• Evolutie = deze eigenschappen komen meer frequent in populatie voor
- Evolutie van eigenschappen door natuurlijke selectie
• Alfred Russel Wallace: ontwikkelt onafhankelijk hetzelfde idee
• Soorten stammen af van een gemeenschappelijke voorouder (Mensapen =
gemeenschappelijk voorouder met mens)
6) Darwin’s bewijzen
• Eigenschappen van verwante soorten variëren van plaats tot plaats.
• Eigenschappen van soorten kunnen veranderen door selectie
o artificieel (landbouwgewassen, vee, huisdieren)
o natuurlijke selectie
• Vb 1: Soorten op platteland en in water hebben dezelfde voorouders -> lijken nog
op elkaar maar hebben verschillende aanpassingen gedaan
• Vb 2: Vinken hebben hun bek aangepast doordat ze op een andere manier aan
voedsel moeten komen -> natuurlijke selectie
7) Post-Darwin bewijs voor evolutie
• Fossielen
o Fossielen van uitgestorven organismen lijken op huidige soorten
o Darwin voorspelde intermediaire fossielen die ondertussen zijn
gevonden
• Mechanismen van erfelijkheid
o Moderne genetica
• Vergelijkende anatomie: anatomische structuren passen zich aan aan de
omgeving
o Homologe structuren: dezelfde evolutionaire oorsprong, verschillen
in structuur en functie
o Analoge structuren: dezelfde structuur, vorm of functie,
verschillende evolutionaire oorsprong
3
, H2: Chemische principes
Definities:
• Materie heeft een massa en neemt plaats in
• Alle materie bestaat uit atomen
• Het begrijpen van de structuur van atomen is belangrijk voor het begrijpen van de
eigenschappen van biologische moleculen en materie.
1. Structuur van atomen
• Atoom (vb. koolstof) opgebouwd uit deeltjes met + en - ladingen
• Wisselwerking: + en - deeltjes zorgen voor structuur van atoom
ATOOMMODELLEN
Thomson bestaan van elektron + 2
soorten krachten: afstoting
<-> aantrekking
Broodpudding model
Rutherford Atoom heeft massieve
positieve kern met
daarrond negatieve
elektronen
Rutherford- Elektronen hebben enkel
Bohr vaste energietoestanden
en beschrijven vaste banen
(orbitalen) rond de kern.
Massa van atoom > som
massa protonen.
Kern bestaat uit neutronen
Atoomgetal = aantal
protonen
Atomen met hetzelfde
atoomgetal = hetzelfde
element → dezelfde
chemische eigenschappen
Aantal p = aantal e
4
1. Wat is leven?
• Cellulaire organisatie: elk levend organisme bestaat uit één of meerdere cellen
• Geordende complexiteit: complexe moleculaire structuren vormen verschillende
celtypes
• Sensitiviteit: levende organismen kunnen reageren op stimuli
• Groei, ontwikkeling en voortplanting: erfelijk materiaal doorgeven
• Energiemetabolisme: energie opnemen en verbruiken
• Homeostase: interne omgeving constant houden
• Evolutionaire adaptatie: door interactie met omgeving
• Celtype: motochondrion, lysosoom
Hiërarchische organisatie
• Cellulair niveau
o Atomen (N, C, O, …)
→ Moleculen (proteïnen, DNA, …)
→ Organellen (mitochondiën, kern, …)
→ Cellen (zenuwcel, spiercel, …)
o Cellen = functionele eenheid van leven
o 1 cel = levend organismen
o Eéncellige of multicellulaire
organismen
• Organismaal niveau
o Weefsels (zenuwweefsel)
→ Organen (hersenen)
→ Orgaanstelsels (zenuwstelsel)
→ Multicellulair organisme
• Populatieniveau
o Populatie
→ soort
→ gemeenschap
→ ecosysteem
o Bij elk hoger organisatieniveau zijn
er nieuwe bijkomende
eigenschappen die niet zijn af te
leiden uit de eigenschappen van de
afzonderlijke delen (emergente
eigenschappen)
1
,2. Biologie als wetenschap
1) Wetenschappelijke methodes
o Deductief redeneren = algemene principes gebruiken om specifieke resultaten
te voorspellen -> vertrekt van algemene stellingen
- Premisse A: Alle zoogdieren hebben haar
- Premisse B: Een kat heeft haar
- Conclusie: Een kat is een zoogdier
o Inductief redeneren = specifieke waarnemingen gebruiken om algemene
principes te voorspellen
- Kat A heeft haar
- Kat B heeft haar
- Kat X heeft haar
- Conclusie: Alle katten hebben (waarschijnlijk) haar
o Alle experimenten starten met waarneming
- Hypothese = één voorgestelde verklaring voor een waarneming.
- Experiment wordt gebruikt om hypothese te testen en/of andere
hypothesen te elimineren.
- Alle factoren (die niet getest worden) moeten constant blijven
- Belang van controles
2) Wetenschappelijke theorie (= hoger dan hypothese)
• geheel van concepten, ondersteund door wetenschappelijke redeneringen en
experimentele aanwijzingen
• verklaart alle observaties
• fundamentele basis van de wetenschap
3) Charles Darwin
• Grondlegger van de evolutietheorie (na een rondreis in het zuiden)
• Dieren wss een gemeenschappelijke voorouder -> ze passen zich aan dus
veranderen
- De wetten van de natuur veroorzaken veranderingen in de tijd (evolutie)
- Natuurlijke selectie = organisme die zich beter aanpassen hebben
meer kans om hun DNA door te geven aan de volgende generatie
4) Darwin en Malthus
• Thomas Malthus stelt vast dat populaties geometrisch toenemen
• In niet-gereguleerde omstandigheden -> overpopulatie
• Echter: sterfte limiteert populatiegroei
• Darwin: elk organisme kan zich ongebreideld voortplanten, maar slechts enkele
overleven en reproduceren
2
,5) Darwin’s evolutietheorie
• Survival of the fittest
= individuen met beter aangepaste eigenschappen (fysiek, gedragsgebonden,..)
meer kans om te overleven en zich voort te planten dan degenen die deze voordelige
eigenschappen niet bezitten
= individuen die het best zijn aangepast aan de omgeving hebben de grootste kans
om te overleven en zich voort te planten
• Evolutie = deze eigenschappen komen meer frequent in populatie voor
- Evolutie van eigenschappen door natuurlijke selectie
• Alfred Russel Wallace: ontwikkelt onafhankelijk hetzelfde idee
• Soorten stammen af van een gemeenschappelijke voorouder (Mensapen =
gemeenschappelijk voorouder met mens)
6) Darwin’s bewijzen
• Eigenschappen van verwante soorten variëren van plaats tot plaats.
• Eigenschappen van soorten kunnen veranderen door selectie
o artificieel (landbouwgewassen, vee, huisdieren)
o natuurlijke selectie
• Vb 1: Soorten op platteland en in water hebben dezelfde voorouders -> lijken nog
op elkaar maar hebben verschillende aanpassingen gedaan
• Vb 2: Vinken hebben hun bek aangepast doordat ze op een andere manier aan
voedsel moeten komen -> natuurlijke selectie
7) Post-Darwin bewijs voor evolutie
• Fossielen
o Fossielen van uitgestorven organismen lijken op huidige soorten
o Darwin voorspelde intermediaire fossielen die ondertussen zijn
gevonden
• Mechanismen van erfelijkheid
o Moderne genetica
• Vergelijkende anatomie: anatomische structuren passen zich aan aan de
omgeving
o Homologe structuren: dezelfde evolutionaire oorsprong, verschillen
in structuur en functie
o Analoge structuren: dezelfde structuur, vorm of functie,
verschillende evolutionaire oorsprong
3
, H2: Chemische principes
Definities:
• Materie heeft een massa en neemt plaats in
• Alle materie bestaat uit atomen
• Het begrijpen van de structuur van atomen is belangrijk voor het begrijpen van de
eigenschappen van biologische moleculen en materie.
1. Structuur van atomen
• Atoom (vb. koolstof) opgebouwd uit deeltjes met + en - ladingen
• Wisselwerking: + en - deeltjes zorgen voor structuur van atoom
ATOOMMODELLEN
Thomson bestaan van elektron + 2
soorten krachten: afstoting
<-> aantrekking
Broodpudding model
Rutherford Atoom heeft massieve
positieve kern met
daarrond negatieve
elektronen
Rutherford- Elektronen hebben enkel
Bohr vaste energietoestanden
en beschrijven vaste banen
(orbitalen) rond de kern.
Massa van atoom > som
massa protonen.
Kern bestaat uit neutronen
Atoomgetal = aantal
protonen
Atomen met hetzelfde
atoomgetal = hetzelfde
element → dezelfde
chemische eigenschappen
Aantal p = aantal e
4
