Erfelijkheid en evolutie

Biologie Samenvatting Thema 5 Erfelijkheid en evolutie Marjolein Bakker V3c

Basisstof 1 Genotype en fenotype

• Chromosomen: dunne ‘draden’ in elke celkern - In deze draden komt de stof DNA voor - De stof DNA bevat de informatie voor erfelijke eigenschappen wat we het genotype noemen - Elke celkern bevat de complete informatie voor alle erfelijke eigenschappen v.e. organisme • Elke soort organisme heeft een vast aantal chromosomen in elke celkern, komen voor in paren - Mens: de kern v. elke lichaamscel bevat 46 chromosomen, dus 23 paren • In geslachtscellen (ei- en zaadcellen) komen de chromosomen enkelvoudig voor - Mens: de kern v. elke geslachtscel bevat 23 chromosomen

• Genotype: de informatie voor de erfelijke eigenschappen v.e. organisme - Deze informatie ligt in de chromosomen in de kern v. elke lichaamscel - Het genotype: het geheel v. genen dat in een celkern aanwezig is - Het genotype v.e. organisme komt tot stand op het moment v. bevruchting • Fenotype: het uiterlijk (de zichtbare eigenschappen) v.e. organisme - Het fenotype komt tot stand door het genotype en door invloeden uit het milieu • Gen: deel v.e. chromosoom dat de informatie bevat voor 1 erfelijke eigenschap - Een chromosoom bevat vele genen - In lichaamscellen komen genen in paren voor, in geslachtscellen komen ze enkelvoudig voor Celkern -> chromosomen -> de stof DNA -> vele genen (= samen: genotype) Fenotype -> genotype + milieu

Basisstof 2 Chromosomen en genen

• In lichaamscellen bevatten de 2 genen v.e. genenpaar informatie voor dezelfde erfelijke eigenschappen - Deze informatie kan gelijk of ongelijk zijn - Bijv. het genenpaar voor de haarvorm kan informatie bevatten voor sluik of krullend haar • Vorming geslachtscellen: van elk genenpaar komt maar 1 gen in een geslachtscel, hierdoor kunnen er in geslachtscellen veel verschillende genotypen voorkomen. • Bij geslachtelijke voortplanting versmelten 2 geslachtscellen, welke 2 versmelten is toeval, waardoor er nieuwe genotypen ontstaan in het nakomelingenschap

Basisstof 3 De evolutietheorie

• Evolutie is een geleidelijke ontwikkeling, waarbij uit eenvoudig opgebouwde organismen ingewikkelder gebouwde organismen ontstaan • De evolutietheorie gaat uit van: - Verandering in genotypen door kruising of mutatie (plotselinge verandering van erfelijke eigenschappen) - Natuurlijke selectie (het overleven van dieren die het best aangepast zijn) - Als de vorige 2 herhaaldelijk gebeuren ontstaan er nieuwe soorten • In de natuur treffen we voortdurend andere genotypen (en fenotypen) aan - Nieuwe genotypen ontstaan door geslachtelijke voortplanting • Natuurlijke selectie - Individuen met een betere aanpassing aan het milieu hebben een grotere overlevingskans - Van organismen met een gunstig genotype zullen veel nakomelingen in leven blijven en zich voortplanten - Soorten evolueren (veranderen) als door natuurlijke selectie organismen met een nieuwe, afwijkende vorm blijven voortbestaan en organismen met de oorspronkelijke vorm uitsterven • Het ontstaan van nieuwe soorten - Een groep organismen v. 1 soort raakt geïsoleerd (gescheiden) v.d. rest v.d. soort - Beide groepen ontwikkelen zich langdurig gescheiden in verschillende milieus - Na verloop v. miljoenen jaren zijn er zoveel verschillen ontstaan dat organismen v.d. 2 groepen zich niet meer onderling kunnen voortplanten. Er zijn 2 soorten ontstaan.

Basisstof 4 Fossielen

• Fossielen: versteende overblijfselen v. organismen, of afdrukken v. organismen in gesteenten - Ontstaan als resten v. organismen v.d. lucht worden afgesloten door sedimenten. Hierdoor vergaan de resten niet - Harde delen v. organismen fossiliseren beter dan zachte - Uit fossielen blijkt dat ingewikkelder gebouwde organismen later in de geschiedenis v.d. aarde ontstaan dan eenvoudig gebouwde organismen

Basisstof 5 De geschiedenis van het leven op aarde

• In een geologische tijdschaal is de tijd sinds het ontstaan v.d. aarde weergegeven, verdeelt in tijdperken. Elk tijdperk is onderverdeeld in periodes. • In een geologische tijdschaal geven getallen de tijd aan in miljoenen jaren geleden • Geologie: leer van de aarde

Tijdperk Periode, hoe lang geleden? Opmerkingen

Precambrium 4600 miljoen jaar Begin v.d. aarde 3800 miljoen jaar Eerste levensvormen 2300 miljoen jaar Bacteriën, eencellige planten en dieren algen

Paleozoïcum 600 miljoen jaar, Cambrium Planten (in water) 430 miljoen jaar, Siluur Vissen, eerste landplanten 395 miljoen jaar, Devoon Eerste landdieren 345 miljoen jaar, Carboon Steenkool gevormd dus: veel planten. Al veel reptielen+ insecten 280 miljoen jaar, Perm

Mesozoïcum 225 miljoen jaar, Trias Bloeitijd reptielen 190 miljoen jaar, Jura 135 miljoen jaar, Krijt

Neozoïcum 65 miljoen jaar, Tertiair Opkomst zoogdieren 2 miljoen jaar, Kwartair Mens

• Uit een stamboom v. organismen is af te lezen: - Waaruit groepen organismen zich hebben ontwikkeld - Welke groepen veel en welke weinig verwantschap vertonen (soorten vertonen verwantschap als ze een gemeenschappelijke voorouder bezitten)

Extra basisstof 6 Celdeling

• Gewone celdeling. Doel: nieuwe cellen vormen voor groei, vervanging en herstel. Wordt ook wel mitose genoemd. - Eerst wordt er een exacte kopie v.d. kern gemaakt, daarna deelt de cel. - Elk chromosoom vormt een tweede ‘draad’ (een ‘kopie’) De 2 draden gaan uit elkaar. Elke dochtercel krijgt een draad - Elke dochtercel bevat dezelfde informatie voor erfelijke eigenschappen en evenveel chromosomen als de moedercel - Bij mensen vinden gewone celdelingen overal in het lichaam plaats • Reductiedeling. Doel: de vorming van geslachtscellen. Wordt ook wel meiose genoemd. Bij reductiedeling wordt het aantal chromosomen per celkern eerst gehalveerd. De 2 chromosomen v.e. paar gaan uit elkaar. Elke dochtercel krijgt een chromosoom. De dochtercellen hebben meestal verschillende genotypen. - Bij mensen vinden reductiedelingen alleen plaats in de teelballen en in de eierstokken

-> Als je een even aantal chromosomen aantreft, weet je niet zeker of het een lichaamscel of een geslachtscel is. Bijv. een lichaamscel heeft 12 chromosomen, geslachtscel heeft dan 6 chromosomen of een lichaamscel heeft 24 chromosomen, geslachtscel heeft dan 12 chromosomen. -> Als je een oneven aantal chromosomen aantreft, weet je wel zeker dat het een geslachtscel is. Want: - Chromosomen komen in lichaamscellen in paren voor, dus altijd in een even getal. Als je dan een oneven aantal chromosomen aantreft, kan het dus alleen maar een geslachtscel zijn. - Geslachtscellen komen voort uit reductiedeling, waardoor er altijd de helft aan chromosomen overblijft. Dit kan dus een even of een oneven aantal zijn (zie ook vorige punt).

• Bij ongeslachtelijke voortplanting groeit een deel v.e organisme uit tot een nieuw organisme. - Bijv. stekken (bij kamerplanten), knollen (bij aardappelen) - Groei vindt plaats door gewone celdeling (mitose). Hierbij hebben de dochtercellen hetzelfde genotype als de moedercel, ze zijn genetisch identiek. Evolutie is dus niet mogelijk. - Bij ongeslachtelijke voortplanting is het genotype v.d. nakomeling(en) gelijk aan dat v.d. ouder(s) • Veredeling: door kruisingen en kunstmatige selectie tracht men een combinatie v. gunstige eigenschappen in 1 nakomeling te krijgen. - Kunstmatige selectie: uit een nakomelingenschap worden alleen de individuen met de meest gunstige erfelijke eigenschappen gebruikt voor verdere kruisingen - Bij landbouwgewassen past men meestal na de veredeling alleen nog ongeslachtelijke voortplanting toe

Extra basisstof 7 Geslachtschromosomen

• Bij de mens komen in een lichaamscel 23 paar chromosomen voor, dus 46 chromosomen. - 22 paar ‘gewone’ chromosomen, 1 paar geslachtschromosomen • Bij de mens komen in een geslachtscel 23 chromosomen voor: - 22 ‘gewone’ chromosomen, 1 geslachtschromosoom • De geslachtschromosomen bepalen of iemand een man of een vrouw is. • Bij een man (♂): - Lichaamscel: 2 ongelijke geslachtschromosomen (XY), Zaadcel: een X-chromosoom of een Y-chromosoom • Bij een vrouw (♀): - Lichaamscel: 2 gelijke chromosomen (XX), Eicel: een X-chromosoom • Het geslacht v.e. mens wordt bepaald op het moment v. bevruchting door de zaadcel. - Een meisje ontstaat als een eicel (met een X-chromosoom) wordt bevrucht door een zaadcel met een X-chromosoom. - Een jongen ontstaat als een eicel (met een X-chromosoom) wordt bevrucht door een zaadcel met een Y-chromosoom.

Extra basisstof 8 Argumenten voor de evolutietheorie

• Overeenkomst in bouw. - Organen met verschillende functies kunnen veel overeenkomst in bouw vertonen. Bijv.: de vleugel v.e. vleermuis, de voorvin v.e. walvis, de voorpoot v.e. mol en de arm v.e. mens. - Waarschijnlijk zijn de organen uit dezelfde grondvorm ontstaan. De organismen hebben waarschijnlijk een gemeenschappelijke voorouder gehad. Door aanpassing aan het milieu zijn de verschillen ontstaan. • Overeenkomst in embryonale ontwikkeling. - De embryonale ontwikkeling v. verschillende soorten dieren vertoont overeenkomst. Hierdoor wordt het aannemelijk dat deze dieren een gemeenschappelijke voorouder hebben. • Rudimentaire organen: organen die geen functie meer hebben en niet of nauwelijks tot ontwikkeling komen. - Voorbeelden v. rudimenten: het bekken v.e. walvis, de pootresten bij reuzenslangen, de staartwervels en de blindedarm bij de mens. Bij verwante soorten komen deze organen wel tot volledige ontwikkeling. - Door rudimentaire organen wordt het aannemelijk dat verschillende soorten organismen een gemeenschappelijke voorouder hebben.

Verrijkingsstof 1 Het verloop van een gewone celdeling

• Alleen als een cel zich gaat delen, worden de chromosomen zichtbaar. Zodra de celdeling is afgelopen, worden de chromosomen weer onzichtbaar.