Domein 4: Organismen

Omschrijving

Systematiek is het vakgebied dat zich bezighoudt met het indelen of classificeren van de levende wereld. Aristoteles, Linnaeus, Lamarck, Cuvier en Darwin hebben allen bijdragen geleverd aan de manier waarop wordt geclassificeerd. Vroeger werd de wereld slechts ingedeeld in de rijken van planten en dieren. Via 3, 4 en 5 rijkensystemen onderscheidt men tegenwoordig meer dan dertig rijken. Daarbij moet worden opgemerkt dat elke indeling uiteindelijk mensenwerk en dus arbitrair is.

Indicatoren

Indicator 4.1.1

De student kan verschillende soortconcepten omschrijven, waaronder het biologische, ecologische en evolutionaire soortconcept. (p)

Indicator 4.1.2

De student kan classificaties en taxonomische namen op de juiste manier weergeven. (p)

Indicator 4.1.3

De student kan overzichten maken die voorbeelden tonen van mogelijke indelingen van organismen. (p)

Indicator 4.1.4

De student kan de geschiedenis van de systematiek als wetenschapsgebied en de invloed van de evolutietheorie en moleculaire genetica daarop beschrijven en verklaren. (p)

Indicator 4.1.5

De student kan benoemen op grond van welke functionele verschillen soorten taxonomisch worden geclassificeerd (bijvoorbeeld op grond van verschillen in embryologische ontwikkeling zoals protostomen en deuterostomen en de ontwikkeling van amnioten). (v)

Indicator 4.1.6

De student kan inzicht tonen in hoe de moderne systematiek grotendeels berust op verschillen en overeenkomsten in DNA-sequenties. Bijvoorbeeld, het drie domeinensysteem berust op het DNA dat codeert voor ribosomen. (p)

Indicator 4.1.7

De student kan fylogenetische reconstructies en begrippen (soort, taxon, clade, monofyletisch, parafyletisch en polyfyletisch, homologie, analogie en homoplasie) en de interpretatie van verwantschapsschema’s omschrijven. (v)

Indicator 4.1.8

De student kan beschrijven wat virussen zijn, hoe ze gebouwd zijn, hoe ze zich repliceren en op basis van welke criteria ze ingedeeld zijn. (p)

Didactische aanwijzingen

• Bestuderen van de indeling en levenswijze van eukaryoten, bacteriën en archaea.

• Literatuuropdracht over de geschiedenis van het classificeren van de levende natuur en de systematiek als wetenschappelijke discipline.

• Bezoek aan een natuurhistorisch museum, bijvoorbeeld Naturalis, met opdrachten.

• Opdrachten waarbij (bijvoorbeeld met behulp van informatica) een fylogenetische stamboom wordt gemaakt (een cladogram).

• Ontwerpen van informatiebordjes bij de collectie van een tuincentrum.

Omschrijving

Een leraar biologie dient over (basale) soortenkennis te beschikken. Enerzijds kan hij de naam noemen van algemeen voorkomende soorten planten, dieren en schimmels, anderzijds kan hij boeiende wetenswaardigheden over een aantal soorten vertellen.

Indicatoren

Indicator 4.2.1

De student kan een representatieve doorsnede van de algemeen voorkomende Nederlandse flora, fauna, schimmels en korstmossen herkennen en kan deze zonder naslagwerken op naam brengen. (p)

Indicator 4.2.2

De student kan naslagwerken en determinatietabellen gebruiken om soorten die hij niet meteen op naam kan brengen, te benoemen. (p)

Indicator 4.2.3

De student kan achtergrondkennis bieden over een aantal in Nederland voorkomende soorten, waaronder ook veel gehouden huisdieren, algemene tuinplanten en bomen die vaak in een stedelijke omgeving of park staan. (v)

Indicator 4.2.4

De student kan een aantal representatieve soorten planten en dieren noemen die in de Nederlandse landbouw en veehouderij van belang zijn. (v)

Indicator 4.2.5

De student kan specifieke planten- en dierengroepen inventariseren in het veld met behulp van daarvoor passende veldwerktechnieken. (v)

Didactische omschrijvingen

• In het veld planten en dieren (leren) herkennen tijdens veldwerken en excursies.

• Herkenningstoetsen waarbij herkenning van geleerde soorten wordt getoetst aan de hand van (levende) organismen, afbeeldingen of geluiden.

• Toetsen gericht op de achtergrondkennis van algemeen voorkomende Nederlandse soorten.

• Onderzoeksopdrachten waarbij geïnventariseerd wordt welke soorten voorkomen binnen een gegeven oppervlakte in een ecosysteem.

• Een insectarium en/of herbarium maken met daarin een selectie van insecten en/of planten die in de bestudeerde omgeving voorkomen.

Omschrijving

Binnen de levenscyclus vindt voortplanting plaats, hetzij seksueel, hetzij aseksueel. Bij seksuele voortplanting is het moment van voortplanten ook het moment waarop erfelijk materiaal wordt uitgewisseld. Dit wordt ‘verticale genentransfer’ genoemd en is tegengesteld aan de ‘horizontale genentransfer’ die algemeen is bij prokaryoten. De studie van overdracht van erfelijk materiaal heet ‘genetica’. Enerzijds wordt er in de opleiding aandacht besteed aan Mendelse genetica, anderzijds aan moleculaire genetica (die onderdeel is van subdomein 1.3) en in beide gevallen aangeeft hoe genetica invloed heeft op het genotype en fenotype van het organisme.

Indicatoren

Indicator 4.3.1

De student kan de levenscyclus van prokaryoten beschrijven waarbij aandacht is voor sporevorming en horizontale genenoverdracht. (p)

Indicator 4.3.2

De student kan de verscheidenheid en levenscycli herkennen en uitleggen bij: protisten, fungi, meercellige wieren, mossen, varens zaadplanten en (on)gewervelde dieren. (p)

Indicator 4.3.3

De student kan met behulp van de Mendelse genetica genetische vraagstukken oplossen waarbij de begrippen dominant, recessief, codominant, X-chromosomaal en crossing-over aan de orde komen. (p)

Indicator 4.3.4

De student kan verschillende patronen van overerving herkennen aan de hand van stambomen of fenotypefrequenties. Te onderscheiden zijn: (p)

• autosomaal-dominante overerving;

• vautosomaal-recessieve overerving;

• x-gebonden dominante overerving;

• x-gebonden recessieve overerving;

• y-gebonden overerving;

• multifactoriële overerving;

• mitochondriële overerving;

• mozaïcisme.

• De student kan uitleggen wat verstaan wordt onder polygene overerving, genomic imprinting en polyploïdie. (v)

Didactische aanwijzingen

• Opdrachten maken en oplossen over genetische vraagstukken. Zoals bijvoorbeeld het opzetten, uitvoeren en analyseren van een kruising van Drosophila melanogaster met echte organismen of via internet met het programma FlyLab en hierover rapporteren.

• Presenteren van een (literatuur) onderzoek naar een erfelijke afwijking in de vorm van een colloquium.

• Opzetten, uitvoeren en analyseren van een kruising van Drosophila melanogaster en hierover rapporteren.

• Onderzoek naar de gevolgen van inteelt bij rassen van (landbouw) huisdieren.

Omschrijving

Door evolutie veranderen soorten. Binnen de context van dit subdomein vallen begrippen die te maken hebben met micro- en macro-evolutie en die gekoppeld zijn aan begrip van de (Mendelse) genetica.

Indicatoren

Indicator 4.4.1

De student kan beredeneren hoe nieuwe soorten ontstaan met behulp van de begrippen mutatie, natuurlijke selectie en soortvorming. (p)

Indicator 4.4.2

De student kan aan de hand van kenmerkende verschuivingen in het denken over de (on)veranderlijkheid van soorten beschrijven hoe de evolutietheorie zich heeft ontwikkeld. (p)

Indicator 4.4.3

De student kan de rol van cruciale documenten zoals Darwin’s ‘On the Origin of Species’ toelichten met gebruik van hedendaagse begrippen uit de evolutietheorie zoals seksuele selectie, life-history, kunstmatige selectie en fitness. (p)

Indicator 4.4.4

De student kan verschillende argumenten over de evolutietheorie benoemen en beoordelen. (p)

Indicator 4.4.5

De student kan een overzicht van de indeling van het leven in grote groepen (drie-domeinen-systeem, supergroepen) beschrijven en de kenmerken en evolutionaire geschiedenis van deze groepen gebruiken om deze indeling te verklaren. (p)

Indicator 4.4.6

De student kan verschillende processen benoemen die gebruikt worden om macro-evolutie te verklaren en beschrijven (bijvoorbeeld extinctie, radiatie, biogeografie, moleculaire klok). (p)

Indicator 4.4.7

De student kan verschillende processen benoemen die gebruikt worden om micro-evolutie te verklaren en beschrijven (bijvoorbeeld adaptatie, genetisch polymorfisme, reproductieve systemen). (p)

Indicator 4.4.8

De student kan soortvormingsprocessen op microschaal koppelen aan kennis van de genetica. (v)

Indicator 4.4.9

De student kan voor een aantal typen van selectie of genetische mechanismen benoemen wat de evolutionaire consequenties zijn, waaronder over- en onderdominantie, sexespecifieke selectiedruk, frequentieafhankelijke selectie, heterogene milieus en meiotische ‘drive’. (v)

Indicator 4.4.10

De student kan het ontstaan van resistentie verklaren. (p)

Didactische aanwijzingen

• Fylogenetische stamboom maken van fantasiedieren (bijvoorbeeld caminalculen).

• Dotworld, spel over natuurlijke selectie uitwerken tot leerlingopdracht.

• Bezoek aan een natuurhistorisch museum, bijvoorbeeld Naturalis, met opdrachten.