H2 Cellen in Werking

• De bouw van cellen• De functie en werking van organellen• Eiwitsynthese• Bouw en functie Celmembraan• Overeenkomsten en verschillen tussen planten- en

dierencellen• Bouw bacteriën• Virussen zijn geen cellen

2.1 Klieren in je Lijf

• Klieren maken sappen, bijvoorbeeld zweet, speeksel en traanvocht.

• Hiervoor halen kliercellen de grondstoffen uit het bloed.

• Je hebt endocriene klieren en exocriene klieren:– Endocriene klieren geven hun product (hormonen)

af aan het bloed. Zij hebben geen afvoerbuisjes– Exocriene klieren geven hun product af via een

buisje dat naar een bepaalde plaats leidt.

2.2 Cellen centraal

• Meercellige organismen hebben verschillende typen cellen in hun lichaam, met ieder een eigen specialisatie en bouw. Elke cel vertoont levenskenmerken.

• Cellen moeten nauw samenwerken om in leven te blijven en het lichaam in leven te houden. Ieder heeft zijn taak.

• Organen werken samen, cellen werken samen en organellen werken samen.

• Cellen wisselen stoffen uit met hun omgeving

Celorganellen

• Een celorganel is een klein celonderdeel met een specifieke taak of taken

• Er zijn veel verschillende soorten organellen. Voor dit jaar moet je in ieder geval die op de volgende dia’s uit je hoofd leren.

2.3 Industrie op miniformaat

Welke celorganellen zijn er en wat is hun functie

Je kunt cellen vergelijken met minifabriekjes met:

• Toegangspoort (celmembraan) • Regelcentrum (kern), • Generator voor energie (mitochondrium), • Productiemachines (ribosomen), • Transportband (endoplastmatisch reticulum), • Verpakkingsmateriaal (lysosoom), • Sorteercentrum (golgisysteem), • enz.

Celorganellen1: lysosoom2: celmembraan3: mitochondrium4: ruw endoplasmatisch reticulum5: grondplasma6: kernmembraan7: kernporie8: kernplasma9: kernlichaampje10: ribosomen11: Golgi-apparaat

Verder heb je bij planten ook nog :• Celwand• Vacuolen (niet alleen bij planten)• Chromoplasten (kleurstofkorrels),• Chloroplasten (bladgroenkorrels)• Leucoplasten (zetmeelkorrels)

Celstructuur Functie

Celmembraan (bestaat uit fosfolipiden, eiwitten en cholesterol)

Toegangspoort van de cel. Hierdoor is actief en passief transport mogelijk.Bevat eiwitpoorten.Wordt verderop nog besproken (2.4)

Kern Regelt alles wat er in een cel gebeurt. Bevat het DNA in de vorm van chromosomen en kernplasma. Heeft een dubbele kernmembraan met poriën

Ribosoom (vrij of ER gebonden)

Bolvormig olrganel. Voor Eiwitsynthese. Hier wordt het mRNA afgelezen en met behulp van t-RNA worden Aminozuren gekoppeld tot ketens.

(Ruw) Endoplasmatisch Reticulum

Snelweg. Hier worden aminozuren ‘opgevouwen’ tot eiwitten (tertiaire structuur). Deze eiwitten worden gelabeld en via blaasjes die afsnoeren vervoert naar golgi-systeem

Vacuole Voedselvacuole*: vervoer/opslag voedsel Kloppende vacuole*: uitscheiden van overtollig

water (pantoffeldiertje) Centrale vacuole**: celstevigheid door

turgordruk Centrale vacuole: opslagplaats van gifstoffen en

kleurstoffen (anthocyaan) Centrale vacuole: celexpansie en celstrekking

Mitochondrium Energiecentrale: vorming van ATP. Boonvormig. Heeft dubbele membraan die van

binnen sterk geplooid is.C6H12O6 (glucose) + 6O2 6CO2 + 6H2O + ATP

ATP ADP + Pi + energie

Grote Centrale Vacuole (planten)

Zorgt voor stevigheid door bij turgor druk uit te oefenen op de celwandOpslag van zouten, suikers , afvalstoffen, basen en soms kleurstoffen

Chromoplast*** Productie en opslag voor bloem- of vruchtkleur Caroteen (oranjerood) Xanthofyl (geel/orange) De felle kleuren dienen om dieren te lokken,

voor verspreiding van zaden of bevruchting van de bloem

Leukoplast (amyloplast)***

Productie en opslag van zetmeel ( voorbeeld: amyloplast of zetmeelkorrel)

Chloroplast*** Plaats van fotosynthese: omzetting van licht-energie in chemische bindingsenergie.

6CO2 + 6H2O + lichtenergie C6H12O6 + 6O2Zit in groene delen van de plant

Golgisysteem Bestaat uit dictyosomen, schijfvormige onderdelen die op stapels liggen en waar langs de zijkanten blaasjes afsnoeren en invoegen.Voor de opslag en vorming van stoffen

Lysosomen Blaasjes gevormd door het Golgisysteem. Bevat enzymen.

Celskelet Geraamte van een cel. Geeft vorm en stevigheid Bestaat uit eiwitdraden.Niet star, wordt afgebroken en weer opgebouwd, zodat cellen van vorm kunnen veranderen en kunnen bewegen. Hierdoor verplaatsen organellen zich.Ook functie bij celdeling (H4)

Celwand (niet bij dierlijke cel)

Zorgt voor stevigheid mbv TurgorZie verdere dia voor meer informatie over Celwand

* kleine vacuole in dierlijke cel, ** grote centrale vacuole in plantaardige cel***Chloroplasten, chromoplasten en leukoplasten behoren tot de plastiden.

De verschillende plastiden kunnen in elkaar overgaan. Bijvoorbeeld: een chloroplast gaat over in een chromoplast bij het rijpen van vruchten (tomaat) en een amyloplast in een chloroplast als een aardappel deels boven de grond ligt.

PLASTIDENchloroplast

proplastide chromoplast

leukoplast amyloplast Vacuole blaasje (omgeven door een vacuolemembraan) gevuld met water, zouten, zuren/basen, kleurstoffen. Protoplasma cytoplasma (omgeven door celmembraan): water + zouten,

eitwitten en vetachtige stoffen.Kernplasma (omgeven door een kernmembraan).

Intercellulaire ruimten holten tussen celwanden, gevuld met lucht

Celwand is opgebouwd uit een aantal lagen (zie schematische tekening hieronder)

c = celmembraan 1 = middenlamel: opgebouwd uit pectine (volledig doorlaatbaar)2 = primaire celwand: opgebouwd uit cellulose (volledig doorlaatbaar)3 = secundaire celwand: opgebouwd uit houtstoffen + eventueel kurkstoffen (volledig ondoorlaatbaar)

1 + 2: altijd aanwezig3: soms aanwezig (bast van boom)

c 3 2 1 2 3 c

Celwand

Cellulaire Energie

• ATP (Adenine-Tri-Phosphaat) = energierijke verbinding. Is meestal de energiebron van je cellen. Soort opgeladen batterij

• ADP (Adenine-Di-Phosphaat) = voorloper van ATP. Energiearmere verbinding, batterij is leeg.

• De omzetting van ADP naar ATP gebeurt in de mitochondriën. Hiervoor is energie nodig dat uit de verbranding van glucose gehaald wordt.

2.4 Aan de celgrens

Hoe is de celmembraan opgebouwd, hoe kunnen stoffen de celmembraan passeren en hoe ontstaat contact met de buitenwereld

Het Celmembraan• De grens tussen celinhoud en omgeving.• Bestaat uit een dubbellaag van fosfolipiden (vetachtig)• Grote beweeglijkheid, soort van vloeibaar• Er zitten eiwitten en cholesterol in.

– Deze eiwitten kunnen er dwars doorheen lopen, of aan een van de zijden uitsteken.

Receptoren

• Aan de buitenkant van de membraaneiwitten zitten vaak koolhydraatketens. Dit zijn receptoren

• Elke receptor bindt met één bepaalde stof en de cel reageert dan met een specifieke reactie die hoort bij die stof.

• Elke cel heeft veel receptoren. Deze kunnen per celtype verschillen, afhankelijk van de functie van de cel.

Transport in een cel

• Passief transport via diffusie; kleine moleculen, zonder elektrische lading bewegen zich van een hoge concentratie naar een lage concentratie (diffusie).

• Als er geen concentratieverschil is (isotoon) ontstaat er een evenwicht. Er gaan dan net zoveel deeltjes de cel uit als er in gaan.

Diffusie = evenredige verspreiding van moleculen over de beschikbare ruimte (van hoge concentratie naar lage concentratie) Permeabel membraan = volledig doorlaatbaar

Water en glucose moleculen kunnen door het membraan heen bewegen. Er zullen steeds meer glucose moleculen naar rechts gaan

Nu is er een evenredige verspreiding van moleculen over de beschikbare ruimte. Nu er evenwicht is gaan er evenveel moleculen glucose beide kanten op door het membraan. De concentratie is nu aan beide kanten 3% geworden.Diffusie kost geen energie. Dit noemen we passief transport

Osmose

• Osmose = Diffusie van water door een semi-permeabel membraan naar de kant met de hoogste osmotische waarde

• Semi-Permeabel membraan = alleen watertransport door membraan, dus geen opgeloste stoffen

• Osmotische waarde = aantal opgeloste deeltjes per volume-eenheid (let op: NaCl valt in water uiteen in het ion Na+ en Cl-)

• Ook osmose kost geen energie, dus passief transport

Aangezien de glucose moleculen niet door het membraan kunnen kan er alleen transport van water plaats vinden.Water gaat van de kant met de laagste osmotische waarde naar de hoogste osmotische waarde

Er zal steeds meer water naar rechts worden verplaatst. De waterkolom zal stijgen. Er ontstaat evenwicht als de zwaartekracht die de verhoogde waterkolom naar beneden duwt gelijk is aan de druk die het water uitoefent op de membraan.

Osmotische waarde

• Een oplossing is hypotoon ten opzichte van een andere oplossing, wanneer de osmotische waarde lager is.

• Een oplossing is hypertoon ten opzichte van een andere oplossing, wanneer de osmotische waarde hoger is

• Hebben twee oplossingen een gelijke osmotische waarde, dan zijn ze isotoon

Actief transport

• Geladen deeltjes en groter moleculen en transport tegen de concentratieverval in, kunnen alleen door actief transport een celmembraan passeren.

• In de celmembraan zitten speciale membraanpoorten (eiwitten) waarmee een cel regelt welke deeltjes worden opgenomen en afgegeven. Werken als moleculaire pompen

• Actief transport kost de cel energie (ATP nodig)

Membranen bewegen

• Witte bloedcellen en ééncelligen verplaatsen zich door de celmembraan te vervormen.

• Exocytose: Membraanbolletjes versmelten met de celmembraan en lozen hun inhoud.

• Endocytose: via instulping in celmembraan ontstaat een blaasje dat vaak iets van buiten de cel heeft ingesloten.

• Membranen sluiten zich vanzelf en houden zo de celinhoud bij elkaar.

2.5 Cellen in soorten en maten

• Verschillen in cellen van planten, dieren en bacteriën

• Stevigheid bij planten

dier/plant/bacterie

• Tussen cellen van planten, dieren en bacteriën zijn heel veel overeenkomsten.

• Planten hebben een aantal extra organellen (zie tabel bij 2.3).

• Bacteriën zijn simpeler van bouw. Ze hebben een celmembraan, celwand (beetje anders dan bij plant), ribosomen, DNA maar geen kern. Het DNA ligt los in het grondplasma.

Prokaryoten/Eukaryoten

• De eerste organismen op aarde waren prokaryote (zonder kern) bacteriën.

• Eukaryoten (cellen met kern) ontstaan later. Planten, Dieren en Schimmels zijn eukaryoten.

• Endosymbiosetheorie: primitieve prokaryoten zouden zijn opgeslokt door eukaryoten via fagocytose. Deze prokaryoten ontwikkelden zich tot gespecialiseerde celorganellen (mitochondriën en chloroplasten). Deze organellen hebben eigen DNA en kunnen zichzelf vermeerderen.

Virussen

• Pakketje DNA of RNA met membraan eromheen

• Kunnen zich niet voorplanten. Ze hebben hiervoor prokaryote of eukaryote cellen nodig.

• Als een cel besmet is door een virus, zet het virus deze cel aan tot het vermeerderen van het genetisch materiaal van het virus. De gastheercel gaat ten gronde.

Turgor (Bij planten)

• Vacuolevocht bevat veel opgeloste waarde en neemt hierdoor veel water op uit de omgeving d.m.v. diffusie, want

• Wanneer een celinhoud een hogere osmotische waarde heeft dan de oplossing waarin de cel zich bevindt , gaat er meer water de cel in dan eruit gaat.

• De vacuole zwelt op en drukt tegen de celwand• Die komt onder spanning te staan en probeert terug te

veren.• Een hoge turgor in de cellen betekent een stevige plant

Plasmolyse

• Leg je plantencellen in een hypertone oplossing (concentratie opgeloste stoffen buiten de cel hoger dan in de cel), dan raken ze water kwijt.

• De celwand veert terug en de turgor wordt kleiner.• Wanneer de cel zoveel water verliest dat de

celmembraan los laat van de celwand heet het plasmolyse.

• Het punt dat de celwand net niet loslaat noem je grensplasmolyse

• Turgor en plasmolyse komt alleen voor bij planten omdat die een celwand hebben.

Diffusie