FFundamental · deel F7 · Leven en systemen

Oplossingen · hoofdstuk 26Cellen en organismen

Waaruit alles bestaat wat leeft, en hoe je het te zien krijgt

Uitgewerkte oplossingen bij de 16 opdrachten van het werkboek. Voor de leerkracht, en voor wie zichzelf wil verbeteren nadat hij het eerst zelf probeerde.

6× oefenen6× toepassen4× uitdagen± 308 min

BLeven en systemen OOnderzoeken en meten

Van plantenbak naar objectglaasje: de bladeren van de meetkas van heel dichtbij bekijken.

Voor de leerkrachtDeze pagina bevat de antwoorden. Druk het werkboek af zonder deze pagina.

Oefenen

één stap, direct toepassen

26.1

Leeft het?

Oefenen1Begrijpen10 min

Beslis voor elk voorwerp of wezen: leeft het nu, heeft het ooit geleefd (dood), of heeft het nooit geleefd?

a
Vul de tabel in.
Zaadje: leeft (het ademt traag en kiemt in natte grond). Tafel: dood (hout bestaat uit cellen van een boom). Kaarsvlam: nooit geleefd. Gistkorrel: leeft (de gistcellen 'slapen' en worden actief in lauw water met suiker). Kiezelsteen: nooit geleefd. Herfstblad: dood (het bestaat uit plantencellen die niet meer leven).
b
Een kaarsvlam 'groeit', 'verbruikt zuurstof' en 'beweegt'. Waarom leeft ze toch niet?
Een vlam bestaat niet uit cellen, heeft geen erfelijk materiaal en plant zich niet echt voort: ze heeft de kenmerken niet samen.

26.2

De onderdelen van een plantencel

Oefenen1Tekenen10 min

Een plantencel uit een blad, met zeven onderdelen aangeduid met een letter.

Welk onderdeel hoort bij elke letter?

a
Schrijf bij elke letter de naam van het onderdeel.
A kern: bevat het erfelijk materiaal en stuurt de cel. B celwand: stevige wand die vorm en steun geeft. C bladgroenkorrel: maakt suiker met licht. D mitochondrie: maakt energie vrij uit suiker. E vacuole: blaas met celvocht die de cel stevig houdt. F cytoplasma: vulling waarin de onderdelen liggen. G celmembraan: vlies dat bepaalt wat de cel in en uit gaat.
b
Welke drie van deze onderdelen vind je niet in een wangcel?
B (celwand), C (bladgroenkorrel) en E (grote vacuole).

26.3

Plantencel of dierencel?

Oefenen2Begrijpen8 min

Zet een kruisje bij elke uitspraak: geldt ze voor plantencellen, dierencellen, of voor allebei?

a
Vul de tabel in.
(a) beide; (b) plantencel; (c) beide; (d) plantencel; (e) beide; (f) plantencel, alleen in de groene delen; (g) dierencel.

26.4

Vergroting berekenen

Oefenen1Rekenen8 min

Bereken de totale vergroting van de microscoop.

a
Vul de tabel in.
$10 \times 4 = 40 \times$ ; $10 \times 40 = 400 \times$ ; $15 \times 10 = 150 \times$ ; objectief $200 : 5 = 40 \times$ ; oculair $1000 : 100 = 10 \times$ .
b
Je wil een cel twee keer zo groot zien als bij 200×. Welke vergroting heb je nodig?
$2 \times 200 = 400 \times$ , bijvoorbeeld oculair 10× met objectief 40×.

26.5

Millimeter, micrometer, nanometer

Oefenen2Rekenen10 min

Zet om. Denk aan de sprongen van 1000.

a
Een bladgroenkorrel is $5 μ m$ . Hoeveel mm is dat? mm
$5 : 1000 = 0, 005 mm$
b
Een pantoffeldiertje is $0, 2 mm$ . Hoeveel µm is dat? µm
$0, 2 \times 1000 = 200 μ m$
c
Een griepvirus is $100 nm$ . Hoeveel µm is dat? µm
$100 : 1000 = 0, 1 μ m$
d
Een mensenhaar is $70 μ m$ dik. Hoeveel mm is dat? mm
$70 : 1000 = 0, 07 mm$
e
Hoeveel bladgroenkorrels van 5 µm passen er achter elkaar op de dikte van dat haar?
$70 : 5 = 14$ bladgroenkorrels.

26.6

Werken met de microscoop

Oefenen2Begrijpen10 min

Sara wil uivlies bekijken bij 400×. Haar stappen staan door elkaar:
A. Door het oculair kijken en de tafel langzaam wegdraaien tot het beeld scherp is.
B. Het kleinste objectief boven het gat draaien.
C. Naar 40× draaien en scherpstellen met de kleine instelschroef.
D. Het preparaat op de tafel leggen en de klemmen vastzetten.
E. Van opzij kijken en het objectief zo dicht mogelijk bij het glaasje brengen.
F. Het uivlies naar het midden schuiven en naar 10× draaien.

a
Zet de stappen in de juiste volgorde.
B, D, E, A, F, C.
b
Waarom kijk je van opzij bij stap E, en draai je bij stap A de tafel weg van het objectief en niet ernaartoe?
Van opzij zie je hoe dicht het objectief bij het glaasje komt, zodat het niet in het glaasje duwt. Kijk je door het oculair, dan draai je alleen weg: zo kan je nooit iets breken.
c
Sara ziet bij 400× alleen een lichte vlek. Noem twee mogelijke oorzaken.
Bijvoorbeeld: het uivlies lag niet in het midden van het gezichtsveld voor ze naar 40× draaide; het beeld is niet scherpgesteld; er is te veel licht (diafragma te open), zodat het doorzichtige vliesje wegvalt.

Toepassen

meerdere stappen, in een context

26.7

Hoe groot is de cel echt?

Toepassen3Rekenen15 min

Reken telkens de werkelijke grootte uit. Noteer je berekening, met eenheden.

a
Op een foto bij 400× is een rode bloedcel 3,2 mm breed. Hoe breed is de cel in µm?
$3, 2 mm : 400 = 0, 008 mm = 8 μ m$ . Klopt met de 7 à 8 µm van een rode bloedcel.
b
Een pantoffeldiertje is 0,2 mm lang. Hoe lang is het op een foto bij 100×?
$0, 2 mm \times 100 = 20 mm$ op de foto.
c
Onder een microscoopfoto staat een streepje met '50 µm' erbij. Het streepje is 20 mm lang. Een cel op de foto is 36 mm lang. Hoe lang is de cel echt? Hoe sterk is de foto vergroot?
20 mm op de foto is 50 µm echt, dus 1 mm op de foto is $50 : 20 = 2, 5 μ m$ . De cel: $36 \times 2, 5 = 90 μ m$ . Vergroting: $20 mm = 20000 μ m$ , en $20000 : 50 = 400 \times$ .

26.8

Het gezichtsveld

Toepassen3Rekenen15 min

Je microscoop heeft een oculair 10×/18. Bij 100× bekijk je een waterpestblaadje. Over de volle breedte van het gezichtsveld tel je 36 cellen naast elkaar; in de lengterichting van de cellen passen er 10 achter elkaar.

a
Hoe groot is het gezichtsveld bij 100×?
$18 : 10 = 1, 8 mm$ .
b
Hoe breed en hoe lang is één waterpestcel, in µm?
Breedte: $1, 8 : 36 = 0, 05 mm = 50 μ m$ . Lengte: $1, 8 : 10 = 0, 18 mm = 180 μ m$ .
c
Hoeveel cellen zie je nog over de breedte als je naar 400× draait?
Het gezichtsveld wordt $18 : 40 = 0, 45 mm$ : vier keer kleiner, dus $36 : 4 = 9$ cellen.
d
Waarom meet je beter bij 100× dan bij 400× als je de celgrootte zo wil bepalen?
Bij 100× tel je meer cellen over het veld, zodat een foutje van één cel veel minder uitmaakt. En je ziet of de cellen overal ongeveer even groot zijn.

26.9

Labo: ui, waterpest en wangslijmvlies

Toepassen3Labo50 min

Voer de proef uit het handboek uit en maak van elk preparaat een biologische tekening.

a
Teken twee uivliescellen bij 400×. Benoem wand, cytoplasma en kern.
Langwerpige cellen met duidelijke wand, kern (bruin gekleurd) vaak tegen de wand; geen bladgroenkorrels.
b
Teken één waterpestcel bij 400×. Benoem wat je ziet. Wat zie je gebeuren als je een minuut kijkt?
Rechthoekige cel met veel bladgroenkorrels langs de wand; na een tijd schuiven de korrels langzaam rond (stroming van het cytoplasma).
c
Teken twee wangcellen bij 400×. Benoem wat je ziet.
Platte, onregelmatige cellen met een donkerblauwe kern, zonder wand.
d
Schat de grootte van een uivliescel en een wangcel met het gezichtsveld (0,45 mm bij 400×).
Uivliescel: bv. twee cellen over de lengte van 0,45 mm, dus ongeveer 0,2 à 0,25 mm = 200 à 250 µm. Wangcel: ongeveer acht over het veld, dus 0,45 : 8 ≈ 0,06 mm = 60 µm.
e
Welke onderdelen uit het handboek zag je niet? Geef voor elk een reden.
Mitochondriën: te klein (ongeveer 1 µm). Vacuole: doorzichtig, je ziet alleen dat ze het cytoplasma tegen de wand duwt. Bladgroenkorrels in uivlies: er zijn er geen (ondergronds deel van de plant).

Zo wordt dit beoordeeld

Preparaten	Dun, zonder luchtbellen, gekleurd waar nodig; microscoop correct gebruikt.
Tekeningen	Potlood, duidelijke lijnen, alleen wat je echt ziet, onderdelen benoemd, vergroting erbij.
Grootte	Schatting met het gezichtsveld, uitgerekend in µm, realistisch.
Besluit	Verschillen plantencel en dierencel juist benoemd; niet-zichtbare onderdelen verklaard.

26.10

Van cel tot organisme

Toepassen2Begrijpen10 min

Deze woorden horen bij een van de vijf niveaus: cel, weefsel, orgaan, orgaanstelsel, organisme.

a
Rangschik: longen, rode bloedcel, spierweefsel, merel, spijsverteringsstelsel, maag, palissadeweefsel, zonnebloem, wortel, zenuwcel, bloedsomloop, huid.
Cel: rode bloedcel, zenuwcel. Weefsel: spierweefsel, palissadeweefsel. Orgaan: longen, maag, wortel, huid. Orgaanstelsel: spijsverteringsstelsel, bloedsomloop. Organisme: merel, zonnebloem.
b
Een klasgenoot schrijft: 'Het hart bestaat uit hartcellen.' Waarom is dat niet helemaal juist?
Een orgaan bestaat uit verschillende weefsels: het hart heeft hartspierweefsel, maar ook zenuwweefsel en bindweefsel (kleppen, vliezen). Het bestaat dus uit verschillende soorten cellen, georganiseerd in weefsels.

26.11

Foutenjacht in een celtekening

Toepassen3Analyseren12 min

Tom heeft na het labo een uivliescel en een wangcel getekend en benoemd. Er staan minstens vijf fouten in.

De twee tekeningen van Tom, met zijn eigen benamingen.

a
Zoek de fouten in de tekening van de uivliescel.
Uivlies heeft geen bladgroenkorrels: de rokken van een ui groeien onder de grond. Tom tekende wat hij in een bladcel verwachtte, niet wat hij zag.
b
Zoek de fouten in de tekening van de wangcel.
Een wangcel heeft geen celwand en geen grote vacuole. En het label 'kern' wijst naar een mitochondrie; de echte kern is het paarse bolletje links.
c
Wat ontbreekt er bij beide tekeningen, volgens de checklist voor een biologische tekening?
De vergroting (bv. 400×). Ook: een tekening toont alleen wat je echt ziet (mitochondriën zie je niet bij 400×).
d
Welk onderdeel duidt Tom aan met het vraagteken?
De kern (met het kernlichaampje).

26.12

Op de schaal

Toepassen3Tekenen15 min

Op deze lege logaritmische schaal is elke streep tien keer groter dan de vorige.

Een logaritmische schaal van 0,1 nm tot 100 m.

a
Zet een pijltje met de naam bij: een gistcel (8 µm), een zandkorrel (0,5 mm), een mitochondrie (1 µm), een watermolecule (0,3 nm), een slakrop (25 cm), een olifant (4 m).
Gistcel tussen 1 µm en 10 µm, dicht bij 10 µm; zandkorrel tussen 100 µm en 1 mm, iets voorbij het midden; mitochondrie op 1 µm; watermolecule tussen 0,1 en 1 nm, net voor het midden; slakrop tussen 10 cm en 1 m, iets voor het midden; olifant tussen 1 m en 10 m, iets voorbij het midden.
b
Welke van deze zes kan je zien met het blote oog, welke met een lichtmicroscoop, welke alleen met een elektronenmicroscoop?
Blote oog: zandkorrel, slakrop, olifant. Lichtmicroscoop: gistcel, mitochondrie (net aan de grens, als een stipje). Elektronenmicroscoop: watermolecule (en voor details van de mitochondrie).
c
Hoeveel keer groter is de olifant dan de gistcel? Hoeveel strepen liggen ze uit elkaar?
$4 m = 4000000 μ m$ , en $4000000 : 8 = 500000$ keer. Dat is tussen 5 en 6 strepen (tussen $1 0^{5}$ en $1 0^{6}$ keer).

Uitdagen

transfer, open problemen, leerlijnen combineren

26.13

Habitat: een huidmondjeskaart van de meetkas

Uitdagen4Habitat60 min

Hoeveel huidmondjes hebben de planten in de meetkas, en waar zitten ze? Maak met de nagellakmethode van het handboek afdrukken van de boven- en onderkant van de bladeren van minstens twee soorten planten uit de kas (bijvoorbeeld sla en basilicum), en kies per soort ook een blad uit de zon en een uit de schaduw. Oculair 10×/18, tellen bij 400× (gezichtsveld 0,16 mm²).

a
Welke variabelen hou je gelijk als je bladeren vergelijkt? Noem er drie.
Bijvoorbeeld: bladeren van dezelfde leeftijd (volgroeid, niet het jongste), afdruk op dezelfde plaats (midden van het blad, tussen twee nerven), zelfde vergroting en dezelfde manier van tellen (huidmondjes op de rand van het veld: alleen boven en links meetellen).
b
Tel op vijf plaatsen per afdruk en bereken het aantal per mm².
Eigen metingen. Rekenvoorbeeld: gemiddelde 38 $\Rightarrow 38 : 0, 16 \approx 240$ per mm².
c
Maak een staafdiagram van het aantal per mm² (onderkant en bovenkant naast elkaar per blad).
Per blad twee staven naast elkaar (onder, boven); as met 'huidmondjes per mm²'.
d
Formuleer twee besluiten. Klopt 'de meeste huidmondjes zitten onderaan' voor jouw planten?
Typisch: bij de meeste planten onderaan duidelijk meer dan bovenaan (sla en basilicum hebben er ook bovenaan heel wat); bladeren uit de zon hebben er vaak meer per mm² dan bladeren uit de schaduw.
e
Een bonenblad heeft onderaan 260 huidmondjes per mm². Hoeveel zijn dat er op een blad van 40 cm²?
$40 c m^{2} = 4000 m m^{2}$ ; $4000 \times 260 = 1040000$ : ruim een miljoen huidmondjes.

Zo wordt dit beoordeeld

Afdrukken	Voor elke plant en kant een bruikbare afdruk, correct benoemd op het glaasje.
Tellen en rekenen	Vijf tellingen per afdruk, gemiddelde en aantal per mm² juist berekend.
Eerlijk vergelijken	Bladeren van dezelfde leeftijd, zelfde plaats op het blad, zelfde vergroting.
Besluit	Onderbouwd met de tabel en de grafiek; verschillen zon/schaduw en boven/onder besproken.

26.14

Groen water in het reservoir

Uitdagen4Rekenen25 min

Het water in het reservoir van de meetkas ziet er lichtgroen uit. Je neemt een druppel en legt die in een telkamer: een dik objectglaasje met een ingekrast rooster. Het grote vak is 1 mm × 1 mm, en onder het dekglaasje staat er precies 0,1 mm water boven. Je telt de algencellen in het grote vak.

Het grote vak van de telkamer bij 100×, met zestien kleine vakjes.

a
Tel de algen in de figuur (tel ze per klein vakje, dan vergeet je er geen).
38 algencellen.
b
Hoeveel mm³ water staat er boven het grote vak? Hoeveel mL is dat? (1 mL = 1 cm³ = 1000 mm³.)
$1 mm \times 1 mm \times 0, 1 mm = 0, 1 m m^{3}$ ; en $0, 1 : 1000 = 0, 0001 mL$ .
c
Hoeveel algencellen zitten er in 1 mL reservoirwater?
In 1 mL passen $1 : 0, 0001 = 10000$ zulke volumes, dus $38 \times 10000 = 380000$ algencellen per mL.
d
In de klimaatmodule van Intermediate geldt een alarmgrens van 500 000 algencellen per mL. Zit dit reservoir onder of boven die grens? Wat doe je om de algen tegen te houden?
Onder de grens, maar niet ver eronder: algen kunnen zich snel verdubbelen (hoofdstuk 5 van Intermediate). Algen hebben licht nodig voor fotosynthese: het reservoir donker afdekken, de slangen lichtdicht maken, en het reservoir regelmatig reinigen.

26.15

Waarom zijn cellen zo klein?

Uitdagen4Onderzoeken30 min

Een cel neemt voedingsstoffen en zuurstof op door haar oppervlak, en verbruikt ze in haar hele inhoud (volume). Onderzoek met kubussen wat er gebeurt als een cel groter wordt.

a
Bereken voor een kubus met ribbe 1 cm, 2 cm en 4 cm de oppervlakte (6 zijvlakken), het volume, en de verhouding oppervlakte : volume.
1 cm: 6 cm², 1 cm³, verhouding 6. 2 cm: 24 cm², 8 cm³, verhouding 3. 4 cm: 96 cm², 64 cm³, verhouding 1,5.
b
Wat gebeurt er met de verhouding als de ribbe verdubbelt? Wat betekent dat voor een cel die groeit?
Bij een dubbele ribbe halveert de verhouding: het volume groeit sneller (× 8) dan de oppervlakte (× 4). Een grote cel heeft per stukje inhoud te weinig oppervlak om genoeg stoffen op te nemen en af te geven; bovendien moeten stoffen verder diffunderen naar het midden (hoofdstuk 6).
c
Je snijdt de kubus van 4 cm in 64 kubusjes van 1 cm. Wat gebeurt er met het totale volume en de totale oppervlakte?
Het volume blijft $64 c m^{3}$ , maar de oppervlakte wordt $64 \times 6 = 384 c m^{2}$ : vier keer zoveel als 96 cm².
d
Leg met je antwoorden uit waarom een olifant niet uit reuzencellen bestaat, maar uit veel meer cellen van gewone grootte.
Veel kleine cellen hebben samen veel meer oppervlak dan één grote met hetzelfde volume. Zo kan elke cel snel genoeg voedsel en zuurstof opnemen. Een groot dier heeft dus meer cellen, niet grotere.

26.16

Debat: leeft een virus?

Uitdagen3Argumenteren20 min

Een virus heeft erfelijk materiaal en kan zich vermenigvuldigen, maar alleen in een cel van een ander organisme. Buiten een cel doet het niets: het eet niet, ademt niet en groeit niet. Sommige virussen kan je zelfs als kristallen bewaren.

a
Geef twee argumenten om een virus levend te noemen, en twee om het niet levend te noemen. Gebruik de levenskenmerken.
Levend: het heeft erfelijk materiaal, het plant zich voort (in een cel), en het verandert (evolueert) zoals levende wezens. Niet levend: het bestaat niet uit cellen, heeft geen eigen voeding of ademhaling, groeit niet en kan zich zonder gastheercel niet voortplanten.
b
Wat is jouw standpunt? Welk levenskenmerk weegt voor jou het zwaarst?
Eigen standpunt, bv.: 'Niet levend, omdat het niet uit cellen bestaat en zelf niets kan: de celtheorie is voor mij de grens.'
c
Waarom is het zinvol dat wetenschappers afspreken wat 'leven' betekent, ook al passen niet alle gevallen netjes?
Een afspraak maakt duidelijk waarover je praat en waarin virussen verschillen van bacteriën (bv. antibiotica werken tegen bacteriën, niet tegen virussen). Grensgevallen tonen dat de natuur zich niet altijd aan onze indeling houdt.

Zo wordt dit beoordeeld

Argumenten	Voor en tegen, telkens gekoppeld aan een levenskenmerk.
Standpunt	Duidelijk en onderbouwd; tegenargument erkend.