Voortplanting (Biologie vwo), les 1: Uitleg
ORGANISME · VOORTPLANTING
Voortplanting
Examenstof biologie vwo
Lesson duration is: 45 minIntroduction
Items in this lesson
ORGANISME · VOORTPLANTING
Voortplanting
Examenstof biologie vwo
Les 1 van 3: uitleg. Les 2 is de examentraining, les 3 de terugblik met quiz. Syllabus: O9.1 (E3.1) specificatie 1 t/m 8. Image credit: Wolfgang Moroder / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0 (uitsnede)
ORGANISME · VOORTPLANTING
Wat ga je kunnen?
Ik kan beschrijven hoe gameten en zygote ontstaan, hoe embryo en foetus zich ontwikkelen, hoe hormonen de cyclus regelen en welke argumenten er zijn over ingrijpen.
This item has no instructions
Welke woorden horen bij: voortplanting?
Verwacht: eicel, spermacel, bevruchting, baarmoeder, zwangerschap, hormoon, menstruatie, embryo, placenta, pil, IVF. Koppel de woorden aan de drie blokken: voortplanting en gameten, organen en ontwikkeling, hormonen en ingrijpen. Veelgemaakte misvatting: 'zaadcel en eicel zijn gewone lichaamscellen'. Gameten zijn haploid en ontstaan door meiose. Meiose, crossing-over en recombinatie staan in de les Mutatie, recombinatie en genetische variatie en worden hier niet opnieuw uitgelegd. Hormonen als insuline en schildklierhormoon staan in de les Hormonale regulatie; hier gaat het om de hormonen van de cyclus, zwangerschap en voortplanting. Behandel het onderwerp zakelijk en respectvol.
Een jong plantje op de bladrand van een broedblad (Kalanchoe daigremontiana)
ORGANISME · VOORTPLANTING
Twee manieren van voortplanting
Bij ongeslachtelijke voortplanting ontstaan nakomelingen uit één ouder, zonder gameten.
De nakomelingen zijn meestal genetisch gelijk aan de ouder: er is weinig variatie.
Bij geslachtelijke voortplanting smelten gameten van twee ouders samen: nieuwe combinaties en veel variatie.
Prokaryoten (bacteriën) delen zich ongeslachtelijk; variatie komt door mutatie en uitwisseling van DNA.
Syllabus O9.1 specificatie 1 en 2: geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting, levenscyclus, genetische variatie bij prokaryoten en eukaryoten. Op de foto zie je een plantje dat ongeslachtelijk op de bladrand van de moederplant groeit: het is een kloon van de moederplant. Bij geslachtelijke voortplanting ontstaat variatie door meiose (recombinatie) en door de samensmelting van twee verschillende gameten. Bij prokaryoten ontstaat variatie door mutatie en doordat bacteriën DNA uitwisselen, bijvoorbeeld plasmiden; dat is geen voortplanting maar levert wel nieuwe combinaties op. Veelgemaakte fout: denken dat ongeslachtelijke nakomelingen altijd volledig identiek zijn. Een mutatie kan altijd optreden. Image credit: Netanyahuserious / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0
Levenscyclus van de mens met meiose, bevruchting en klievingsdelingen
ORGANISME · VOORTPLANTING
Gameten, zygote en levenscyclus
In de levenscyclus van de mens wisselen haploïde gameten en diploïde cellen elkaar af.
Gameten zijn haploïd (n = 23); ze ontstaan door meiose (zie de les over mutatie en recombinatie).
De zygote is diploïd (2n = 46). Meer dan twee sets chromosomen heet polyploïd, zoals bij tarwe.
Een spore groeit zonder bevruchting uit tot een nieuw organisme, zoals bij schimmels en varens.
Syllabus O9.1 specificatie 1 en 3: levenscyclus, gameten, spore, mitose, meiose, haploïd, diploïd, polyploïd, zygote. Het schema laat de kring zien: volwassene (2n), meiose, gameten (n), bevruchting, zygote (2n), klievingsdelingen en groei. Bij de klievingsdelingen deelt de zygote door mitose, dus alle cellen van het embryo hebben dezelfde chromosomen. Sporen kunnen via mitose (veel schimmels) of via meiose (varens en mossen) ontstaan. Gecultiveerde tarwe heeft zes sets chromosomen en is dus polyploïd. Veelgemaakte fout: haploïd en diploïd verwisselen, of denken dat een spore een gameet is die moet worden bevrucht. Image credit: Eigen schema, LessonUp
Follikel met eicel, rijpe follikel, ovulatie, geel lichaam en afbraak van het geel lichaam
ORGANISME · VOORTPLANTING
Gametenvorming en de eierstok
Spermacel: kop met kern, middenstuk met mitochondriën, staart. Eén meiose-cel geeft vier spermacellen.
Eicel: groot, met veel cytoplasma vol voedingsstoffen. Ze rijpt in een follikel in de eierstok.
Bij de eicelvorming ontstaan ook kleine poollichaampjes: de eicel houdt bijna al het cytoplasma.
Bij de ovulatie komt de eicel vrij; de lege follikel wordt het geel lichaam.
Syllabus O9.1 specificatie 3 en 4: spermacel, eicel, poollichaampje, follikel, geel lichaam, bevruchting. Vorm en functie: de spermacel is klein en beweeglijk (staart), de mitochondriën in het middenstuk leveren de energie; de eicel is groot omdat de zygote de voedingsstoffen uit het cytoplasma van de eicel gebruikt tijdens de klievingsdelingen. De poollichaampjes zijn kleine cellen met weinig cytoplasma die afsterven. Het schema laat de stadia in de eierstok zien: follikel met eicel, rijpe follikel, ovulatie, geel lichaam en, zonder zwangerschap, een afbrekend geel lichaam. De hormonen die dit sturen komen in blok 3. Veelgemaakte fout: denken dat uit één cel in meiose ook vier eicellen ontstaan. Image credit: Eigen schema, LessonUp
Welke uitspraak over ongeslachtelijke voortplanting klopt?
Er ontstaan gameten door meiose
Nakomelingen hebben meestal dezelfde genen als de ouder
Twee ouders leveren elk een gameet
Elke nakomeling heeft een nieuwe combinatie van allelen
Bij ongeslachtelijke voortplanting is er één ouder en geen gameetvorming; de nakomelingen vormen kopieën, op mutaties na. Verwachte fout: een optie kiezen die bij geslachtelijke voortplanting hoort.
Vul in
Een cel met één set chromosomen is haploïd; een zygote is diploïd. Twee gameten smelten bij de bevruchting samen.
Haploïd, diploïd en gameten. Verwachte fout: polyploïd invullen bij het tweede gat, omdat een zygote twee sets heeft maar dat heet diploïd.
De voortplantingsorganen van de vrouw in zijaanzicht
ORGANISME · VOORTPLANTING
Voortplantingsorganen van de vrouw
Eierstok: hier rijpen eicellen in follikels; de eierstok maakt ook oestrogeen en progesteron.
Eileider: vangt de eicel op en vervoert die met wimperharen; hier vindt meestal de bevruchting plaats.
Baarmoeder: een spierwand met slijmvlies waarin het embryo zich nestelt; hier groeit de foetus.
Vagina: vangt zaadcellen op en is de geboorteweg. De clitoris ligt buiten en is gevoelig voor prikkels.
Syllabus O9.1 specificatie 6: voortplantingsorganen van de mens, eierstok, eileider, baarmoeder, vagina, clitoris. Het schema is een vereenvoudigd zijaanzicht; de eileiders eindigen met franje vlak bij de eierstok. Vorm en functie: wimperharen en spiertjes in de wand vervoeren de eicel; de spierwand van de baarmoeder kan bij de bevalling krachtig samentrekken. Behandel dit zakelijk: het gaat om bouw en functie. Veelgemaakte fout: denken dat de eicel in de baarmoeder wordt bevrucht, of dat de eierstok de eicel naar de baarmoeder vervoert. De eileider doet dat. Image credit: Eigen schema, LessonUp
De voortplantingsorganen van de man in zijaanzicht
ORGANISME · VOORTPLANTING
Voortplantingsorganen van de man
Teelbal: ligt in de balzak; maakt spermacellen en testosteron.
Bijbal en zaadleider bewaren en vervoeren spermacellen naar de urinebuis.
Penis: brengt spermacellen in de vagina; de urinebuis loopt erdoor.
Alle voortplantingsorganen zijn primaire geslachtskenmerken: ze zijn bij de geboorte al aanwezig.
Syllabus O9.1 specificatie 6: teelbal, penis, primair geslachtskenmerk. De route van de spermacellen is: teelbal, bijbal, zaadleider, urinebuis. De balzak houdt de teelballen iets koeler dan de rest van het lichaam, wat gunstig is voor de spermacelvorming. De urineblaas staat op het schema ter oriëntatie. De urinebuis voert urine en sperma af, maar nooit tegelijk. Primaire geslachtskenmerken gelden voor man en vrouw. Veelgemaakte fout: de bijbal verwarren met de teelbal. In de bijbal worden spermacellen bewaard, in de teelbal gemaakt. Image credit: Eigen schema, LessonUp
Foetus in de baarmoeder met placenta en navelstreng
ORGANISME · VOORTPLANTING
Van bevruchting tot foetus
Bij de bevruchting in de eileider ontstaat een zygote, die zich deelt in klievingsdelingen.
Na ongeveer een week nestelt het kluitje cellen zich in het baarmoederslijmvlies (innesteling).
In de embryonale ontwikkeling legt het embryo de organen aan; vanaf ongeveer acht weken is het een foetus.
De placenta wisselt via de navelstreng stoffen uit tussen moeder en foetus; hun bloed mengt niet.
Syllabus O9.1 specificatie 4 en 5: bevruchting, klievingsdeling, zygote, embryo, embryonale ontwikkeling, foetus, placenta. De klievingsdelingen zijn mitosen waarbij de cellen niet groeien; de cellen worden steeds kleiner. De acht weken zijn gerekend vanaf de bevruchting. In de placenta liggen de bloedvaten van moeder en foetus dicht bij elkaar, gescheiden door dunne wanden: zuurstof en voedingsstoffen gaan naar de foetus, koolstofdioxide en afvalstoffen naar de moeder. De navelstreng verbindt de foetus met de placenta. Het schema is sterk vereenvoudigd. Veelgemaakte fout: denken dat het bloed van moeder en foetus door dezelfde bloedvaten stroomt. Image credit: Eigen schema, LessonUp
Waar vindt de bevruchting meestal plaats?
In de eileider
In de baarmoeder
In de eierstok
In de vagina
De eicel wordt in de eileider bevrucht; daarna gaat het kluitje cellen naar de baarmoeder en nestelt zich daar in. Verwachte fout: de baarmoeder kiezen omdat de zwangerschap daar verloopt.
Zet de weg van de spermacellen op volgorde
Spermacellen worden in de teelbal gemaakt, in de bijbal bewaard en gaan via de zaadleider naar de urinebuis; via de penis komen ze in de vagina. Verwachte fout: de bijbal voor de teelbal zetten.
Hormonen in de menstruatiecyclus (relatieve, vereenvoudigde waarden)
ORGANISME · VOORTPLANTING
Hormonen in de menstruatiecyclus
De menstruatiecyclus duurt ongeveer 28 dagen; de ovulatie is rond dag 14, de menstruatie begint op dag 1.
FSH uit de hypofyse laat een follikel rijpen; die maakt oestrogeen: het slijmvlies groeit.
Veel oestrogeen geeft een piek van LH (positieve terugkoppeling); kort daarna volgt de ovulatie.
Het geel lichaam maakt progesteron: dat houdt het slijmvlies in stand en remt FSH en LH.
Syllabus O9.1 specificatie 7: FSH, LH, oestrogeen, progesteron, menstruatiecyclus. De grafiek is vereenvoudigd en heeft relatieve waarden. In de eerste helft stimuleert FSH de follikelrijping; oestrogeen remt daarna FSH (negatieve terugkoppeling), maar een hoge oestrogeenconcentratie veroorzaakt de LH-piek (positieve terugkoppeling), zie de les over uitscheiding en homeostase voor de regelkring. Na de ovulatie vormt het geel lichaam progesteron en oestrogeen; progesteron remt FSH en LH, zodat er geen nieuwe follikel rijpt. Veelgemaakte fout: oestrogeen en progesteron verwisselen. Progesteron is laag tot de ovulatie en stijgt daarna. Image credit: Eigen schema, LessonUp
ORGANISME · VOORTPLANTING
Zwangerschap, testosteron en anticonceptie
Zonder zwangerschap breekt het geel lichaam af: progesteron daalt, het slijmvlies laat los en de menstruatie begint.
Bij zwangerschap maakt het embryo HCG: dat houdt het geel lichaam in stand, dus progesteron blijft hoog en de menstruatie blijft uit.
Testosteron uit de teelballen regelt de spermacelvorming en de secundaire geslachtskenmerken, zoals baardgroei en een lagere stem.
Oestrogeen zorgt bij meisjes voor secundaire geslachtskenmerken, zoals borstontwikkeling en bredere heupen.
Anticonceptie met hormonen (de pil: oestrogeen en progesteron) houdt FSH en LH laag: geen follikelrijping en geen ovulatie.
Syllabus O9.1 specificatie 7: HCG, testosteron, secundair geslachtskenmerk, geslachtshormoon, menstruatie, anticonceptie. HCG wordt gemaakt door het embryo en later de placenta; een zwangerschapstest meet HCG in de urine. Later in de zwangerschap neemt de placenta de productie van progesteron over. Bij de man regelt FSH de spermacelvorming en stuurt LH de testosteronproductie aan. De pil bevat oestrogeen en progesteron of een stof die daarop lijkt; de hoge concentratie remt via de hypofyse de afgifte van FSH en LH. Er bestaan ook methoden zonder hormonen, die niet ingrijpen op de hormonale regeling. Veelgemaakte fout: denken dat de pil de eicel doodt of de bevruchting voorkomt zonder de ovulatie te remmen.
ORGANISME · VOORTPLANTING
Ingrijpen in de voortplanting
Bij kunstmatige inseminatie brengt een arts spermacellen in de baarmoeder; de bevruchting verloopt in het lichaam.
Bij IVF (in-vitro-fertilisatie) worden eicellen buiten het lichaam bevrucht; het embryo gaat daarna terug in de baarmoeder.
Bij ICSI wordt één spermacel met een naald in een eicel gebracht, bijvoorbeeld bij weinig beweeglijke spermacellen.
Bij klonen ontstaat een organisme met hetzelfde DNA als de donor, zoals schaap Dolly uit een lichaamscel.
Standpunten onderbouw je met een ethisch argument (is het moreel juist?) of een biologisch argument (wat gebeurt er biologisch?).
Syllabus O9.1 specificatie 8: kunstmatige inseminatie, in vitro fertilisatie, ICSI, klonen, ethisch argument, biologisch argument. Bij IVF worden na een hormoonbehandeling met FSH meerdere eicellen weggenomen en in een schaaltje bevrucht. Bij klonen van schaap Dolly (1996) werd de kern van een lichaamscel in een eicel zonder kern gebracht. Er zijn geen goede of foute standpunten: leerlingen onderbouwen een standpunt met een argument en geven aan of het ethisch of biologisch is. Voorbeelden van ethische argumenten gaan over de status van het embryo, het recht op een kind en het sturen van het leven. Biologische argumenten gaan over slagingskans, gezondheidsrisico en genetische variatie. Veelgemaakte fout: een mening zonder argument geven.
Welk hormoon laat de follikel in de eierstok rijpen?
Progesteron
HCG
FSH
Testosteron
FSH uit de hypofyse stimuleert de rijping van een follikel. Verwachte fout: progesteron kiezen omdat dat hormoon bij de eierstok hoort.
Vul in
Het embryo maakt HCG: dat houdt het geel lichaam in stand, zodat de menstruatie uitblijft.
HCG, geel lichaam en menstruatie. Verwachte fout: follikel invullen bij het tweede gat.
Wat vond je vandaag het lastigst?
Gameten en de levenscyclus
Organen, embryo en placenta
Hormonen en de menstruatiecyclus
Anticonceptie en ingrijpen in de voortplanting
Gebruik de uitslag om te bepalen welk onderdeel je nog eens met het schema doorloopt.
Welk begrip wil je nog oefenen en waarom?
Reflectievraag zonder vast antwoord. Gebruik de antwoorden om de examentraining te richten.
ORGANISME · VOORTPLANTING
Begrippen (1/2)
geslachtelijk en ongeslachtelijk: Geslachtelijk: gameten van twee ouders. Ongeslachtelijk: één ouder, meestal gelijke nakomelingen.
levenscyclus en spore: Afwisseling van haploïde en diploïde fasen; een spore groeit zonder bevruchting uit tot een nieuw organisme.
haploïd, diploïd, polyploïd: Eén set, twee sets of meer dan twee sets chromosomen in een cel.
gameet, zygote, klievingsdeling: Eicel en spermacel smelten samen tot een zygote, die zich deelt door klievingsdelingen.
follikel, ovulatie, geel lichaam: De eicel rijpt in een follikel; na de ovulatie wordt de follikel het geel lichaam.
This item has no instructions
ORGANISME · VOORTPLANTING
Begrippen (2/2)
poollichaampje: Kleine cel bij de eicelvorming; de eicel houdt bijna al het cytoplasma.
primaire geslachtskenmerken: De voortplantingsorganen, bij de geboorte al aanwezig, zoals teelbal en baarmoeder.
embryo, foetus en placenta: Embryo tot ongeveer acht weken, daarna foetus; de placenta wisselt stoffen uit.
menstruatiecyclus en hormonen: FSH, LH, oestrogeen en progesteron regelen de cyclus; HCG handhaaft de zwangerschap.
anticonceptie, IVF, ICSI, klonen: Ingrijpen in de voortplanting; standpunten onderbouw je met ethische en biologische argumenten.
This item has no instructions
