Samenvattingen · BiologieNL · HAVO

Voortplanting van het organisme

Voortplanting zorgt ervoor dat een soort blijft voortbestaan, en kan ongeslachtelijk verlopen (één ouder, identieke nakomelingen) of geslachtelijk (twee ouders, met erfelijke variatie). Dit onderwerp bouwt de menselijke geslachtelijke voortplanting stap voor stap op: de geslachtsorganen en de haploïde gameten, de menstruatiecyclus met haar vier hormonen en terugkoppeling, en ten slotte de bevruchting, de innesteling en het begin van een nieuw leven. Je leert de processen niet alleen beschrijven, maar ook hormoongrafieken aflezen en met terugkoppeling redeneren.

4Onderdelenca. 29min leestijd4VaardighedenNiveauBasis 1 · Standaard 2 · Verdieping 1

T·151515 / 20

Examenprofiel

Ongeslachtelijke en geslachtelijke voortplanting onderscheiden en verklaren waarom alleen geslachtelijke voortplanting erfelijke variatie oplevert (meiose en bevruchting).De mannelijke en vrouwelijke geslachtsorganen en de bouw van zaadcel en eicel met hun functie verbinden, en weten dat gameten haploïd (n) zijn en de zygote diploïd (2n).De menstruatiecyclus en de rol van FSH, LH, oestrogeen en progesteron beschrijven, met negatieve en positieve terugkoppeling redeneren en een hormoongrafiek interpreteren.De bevruchting, de innesteling en het begin van de zwangerschap beschrijven en de werking van de anticonceptiepil hormonaal verklaren.

Operatoren:leg uitverklaarberedeneerinterpreteerbeschrijf

basisniveau

Zorg dat je het verschil tussen ongeslachtelijke en geslachtelijke voortplanting kunt uitleggen, de geslachtsorganen en de gameten kunt benoemen met hun functie, en de hoofdlijn van de menstruatiecyclus kent: welk hormoon doet wat, en wanneer vindt de eisprong plaats.

verhoogd niveau

Redeneer zelfstandig met de hormonale terugkoppeling: voorspel het effect van een stijgend of dalend hormoon, lees een hormoongrafiek af en verklaar met negatieve én positieve terugkoppeling zowel de eisprong als de werking van de anticonceptiepil.

Diepte

Schrift

Inhalt · 4 onderdelen

Voortplanting van het organisme

Geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting#

Basisexamenblad-nl

Geslachtelijk vs ongeslachtelijk

Afb. 1Geslachtelijke voortplanting heeft twee ouders, gebruikt gameten en meiose en levert variatie op; ongeslachtelijke voortplanting heeft één ouder, verloopt via mitose en geeft identieke nakomelingen (klonen).

Voortplanting (of reproductie) is het proces waarbij organismen nakomelingen voortbrengen, zodat een soort blijft voortbestaan. In de biologie onderscheiden we twee hoofdvormen: ongeslachtelijke en geslachtelijke voortplanting. Bij ongeslachtelijke voortplanting is er maar één ouder nodig en zijn alle nakomelingen erfelijk identiek aan die ouder. Bij geslachtelijke voortplanting zijn er twee ouders, en de nakomelingen verschillen erfelijk van hun ouders én van elkaar. Het verschil zit dus niet in 'hoeveel jongen er komen', maar in het aantal ouders en — veel belangrijker — in de vraag of er erfelijke variatie ontstaat. Die variatie is de rode draad van dit onderwerp: ze bepaalt of een soort zich kan aanpassen aan een veranderende omgeving. In de figuur hiernaast zie je de twee vormen kort naast elkaar; in de rest van deze paragraaf bouwen we beide vormen stap voor stap op en leggen we uit waar dat verschil in variatie vandaan komt.

Bij ongeslachtelijke voortplanting maakt één ouderorganisme nakomelingen zonder dat er geslachtscellen aan te pas komen. De nieuwe cellen ontstaan door gewone celdeling, de mitose, waarbij elke dochtercel exact hetzelfde DNA krijgt als de moedercel. Daardoor zijn de nakomelingen genetisch identiek aan de ouder: het zijn klonen. Je ziet dit bij eencellige organismen zoals bacteriën, die zich door tweedeling splitsen, maar ook bij veel planten: een aardbeiplant vormt uitlopers waaruit nieuwe plantjes groeien, en een stek van een kamerplant groeit uit tot een identieke plant. Het grote voordeel is snelheid en gemak — er is geen partner nodig en in één keer kunnen veel nakomelingen ontstaan. Het nadeel is dat er geen erfelijke variatie is. Verandert de omgeving of duikt er een nieuwe ziekteverwekker op, dan zijn álle klonen even kwetsbaar, want ze dragen precies hetzelfde DNA. Ongeslachtelijke voortplanting is dus efficiënt in een stabiele omgeving, maar riskant zodra de omstandigheden veranderen.

Bij geslachtelijke voortplanting komen de nakomelingen voort uit twee ouders. Elke ouder maakt geslachtscellen, ook wel gameten genoemd: bij dieren is dat een zaadcel (van het mannetje) en een eicel (van het vrouwtje). Deze gameten ontstaan niet door mitose maar door een speciale reductiedeling, de meiose, waarbij het aantal chromosomen wordt gehalveerd. Daardoor is een gameet haploïd (

n

): hij bevat maar de helft van het normale aantal chromosomen. Bij de bevruchting versmelten een zaadcel en een eicel tot één cel, de zygote, die weer diploïd (

2n

) is — de twee halve sets vullen elkaar aan tot een complete set. Uit die zygote groeit door mitose een nieuw organisme. Doordat het kind chromosomen van twee verschillende ouders combineert, krijgt het een unieke mengeling van erfelijke eigenschappen en verschilt het van beide ouders. Geslachtelijke voortplanting kost meer energie en tijd en vereist een partner, maar levert juist die erfelijke variatie op.

Waarom levert geslachtelijke voortplanting wél variatie op en ongeslachtelijke niet? De variatie ontstaat op twee momenten. Ten eerste tijdens de meiose: de chromosomen van vader en moeder worden bij het vormen van de gameten op toeval over de geslachtscellen verdeeld, en er kunnen stukjes chromosoom worden uitgewisseld, zodat elke zaadcel en elke eicel een eigen, unieke combinatie van erfelijke informatie krijgt. Ten tweede bij de bevruchting zelf: het is toeval wélke zaadcel precies welke eicel bevrucht, en elke combinatie geeft weer een ander kind. Mitose maakt daarentegen altijd identieke kopieën, dus daar ontstaat geen nieuwe variatie. Dit verschil is biologisch enorm belangrijk. Een populatie met veel variatie bevat individuen met uiteenlopende eigenschappen; verandert de omgeving, dan is de kans groter dat sommige individuen toevallig goed zijn aangepast en overleven. Variatie is zo de grondstof voor natuurlijke selectie en evolutie. Dat is de diepere reden waarom de meeste planten en dieren zich, ondanks de hogere 'kosten', toch geslachtelijk voortplanten.

Veel organismen zijn niet aan één vorm gebonden, en dat laat mooi zien waarom beide strategieën bestaan. Talloze planten kunnen zich zowel geslachtelijk voortplanten via zaden (met variatie) als ongeslachtelijk via uitlopers, knollen of stekken (snel en identiek); ook sommige dieren kunnen tussen beide wisselen. In gunstige, stabiele omstandigheden is ongeslachtelijke voortplanting handig om snel veel identieke nakomelingen te maken, terwijl geslachtelijke voortplanting loont wanneer de omgeving onzeker is en variatie de overlevingskans vergroot. Onthoud het kernonderscheid daarom als een afweging: ongeslachtelijk staat voor één ouder, mitose, klonen en géén variatie; geslachtelijk voor twee ouders, meiose, bevruchting en wél variatie. Met dit raamwerk in je hoofd kun je in de volgende paragrafen inzoomen op de menselijke geslachtelijke voortplanting: eerst de organen en de gameten, dan de cyclus die telkens een eicel klaarmaakt, en ten slotte de bevruchting en de eerste ontwikkeling van een nieuw individu.

Uitgewerkt voorbeeld

Waarom een verzameling klonen kwetsbaar is

Een kweker vermeerdert een sierplant uitsluitend via stekken, dus ongeslachtelijk. Alle planten zijn klonen van één moederplant. Er verschijnt een nieuwe schimmelziekte. Leg met behulp van het begrip variatie uit waarom mogelijk de hele collectie verloren gaat, en waarom planten uit zaad (geslachtelijk) er beter af zouden zijn.

Stap 1 — Wat betekent 'klonen' erfelijk?
Stekken ontstaan door mitose uit één moederplant. Mitose maakt erfelijk identieke cellen, dus alle gestekte planten hebben exact hetzelfde DNA: het zijn klonen. Er is geen enkele erfelijke variatie tussen de planten.
Stap 2 — Gevolg bij een nieuwe ziekte
Omdat alle planten hetzelfde DNA hebben, reageren ze ook allemaal hetzelfde op de schimmel. Is de moederplant (en dus elke kloon) gevoelig voor deze schimmel, dan is élke plant gevoelig en kan de hele collectie tegelijk bezwijken.
Stap 3 — Waarom zaad (geslachtelijk) beter zou zijn
Planten uit zaad ontstaan via meiose en bevruchting, met twee ouders. Daardoor verschillen ze erfelijk van elkaar: er is variatie. De kans is dan groter dat sommige planten toevallig erfelijk ongevoelig (resistent) zijn voor de schimmel; die overleven, zodat niet de hele collectie in één keer verloren gaat.

Resultaat: Resultaat: een verzameling klonen is kwetsbaar omdat alle individuen erfelijk identiek zijn — één zwakte geldt voor allemaal. Geslachtelijke voortplanting levert variatie op, waardoor een populatie als geheel beter bestand is tegen nieuwe ziekten en veranderingen. Dat is precies het overlevingsvoordeel van variatie.

Veelgemaakte fouten

Denken dat ongeslachtelijke voortplanting altijd om eencellige organismen gaat. Ook veel planten (uitlopers, knollen, stekken) en sommige dieren planten zich ongeslachtelijk voort; het kenmerk is één ouder met identieke nakomelingen, niet de grootte van het organisme.
Mitose en meiose verwisselen. Ongeslachtelijke voortplanting en gewone groei verlopen via mitose (identieke cellen); gameten ontstaan via meiose (halvering van het chromosoomaantal, met variatie).
Beweren dat nakomelingen uit geslachtelijke voortplanting erfelijk identiek aan hun ouders zijn. Ze combineren eigenschappen van twee ouders en zijn juist erfelijk uniek; alleen ongeslachtelijke nakomelingen (klonen) zijn identiek.

Actieve herhaling

Een tuinder vermeerdert zijn aardappelplanten al jaren ongeslachtelijk via knollen, zodat alle planten op het veld erfelijk identiek zijn. Leg uit welk voordeel deze methode heeft, en beredeneer waarom het hele veld tegelijk verloren kan gaan als er een nieuwe aardappelziekte opduikt. Geef ook aan hoe geslachtelijke voortplanting (telen uit zaad) dit risico zou verkleinen.

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenprogramma biologie (HAVO) (CvTE / Examenblad)

Geslachtsorganen en gameten#

Standardexamenblad-nl

Zaadcel vs eicel

Afb. 2De kleine, beweeglijke zaadcel is gebouwd om naar de eicel te zwemmen; de grote eicel levert reservevoedsel voor het begin van de ontwikkeling. Beide gameten zijn haploïd (n).

De menselijke geslachtelijke voortplanting begint bij de geslachtsorganen, die twee taken tegelijk hebben: het maken van geslachtscellen (gameten) en het produceren van geslachtshormonen. Bij de man liggen de belangrijkste organen grotendeels buiten het lichaam, bij de vrouw vooral binnenin. We bekijken eerst kort welke organen erbij horen en wat ze doen, want hun bouw past precies bij hun functie — een mooi voorbeeld van vorm-functiedenken. Bij de man worden in de zaadballen voortdurend zaadcellen gemaakt; bij de vrouw rijpt in de eierstok telkens een eicel die in de cyclus vrijkomt. De gameten van man en vrouw zijn heel verschillend van bouw, maar ze hebben één ding gemeen: het zijn allebei haploïde cellen, met de helft van het normale aantal chromosomen. In de figuur hiernaast staan de zaadcel en de eicel naast elkaar; let bij het lezen vooral op hoe hun bouw aansluit bij hun taak.

Bij de man worden de zaadcellen gemaakt in de zaadballen (teelballen of testes), die in de balzak buiten het lichaam liggen. Dat is geen toeval: in de balzak is het iets koeler dan in het lichaam, en die lagere temperatuur is nodig voor het maken van gezonde zaadcellen. De pas gevormde zaadcellen rijpen en worden opgeslagen in de bijbal en bij een zaadlozing via de zaadleider naar buiten getransporteerd. Onderweg voegen klieren — onder meer de prostaat en de zaadblaasjes — een voedende vloeistof toe; samen met de zaadcellen vormt dit het sperma (zaadvocht). Die vloeistof bevat suikers als brandstof en maakt de zaadcellen beweeglijk, zodat ze na een zaadlozing actief naar de eicel kunnen zwemmen. Naast zaadcellen maken de zaadballen ook het mannelijke geslachtshormoon testosteron, dat zorgt voor de mannelijke geslachtskenmerken en de zaadcelproductie op gang houdt. De bouw van het hele stelsel is dus afgestemd op één doel: grote aantallen beweeglijke zaadcellen produceren en afleveren.

Bij de vrouw worden de eicellen gevormd in de twee eierstokken. In een eierstok rijpt telkens een eicel binnen een blaasje, de follikel; bij de eisprong komt die eicel vrij. De eicel wordt opgevangen door de trechtervormige opening van de eileider en beweegt daar langzaam doorheen, richting de baarmoeder. De eileider is belangrijk, want hier vindt normaal gesproken de bevruchting plaats. De baarmoeder is een gespierd, hol orgaan met aan de binnenkant een dik, goed doorbloed baarmoederslijmvlies; raakt een eicel bevrucht, dan nestelt het zich hierin en groeit het embryo verder uit. Via de baarmoedermond staat de baarmoeder in verbinding met de vagina. Net als de zaadballen bij de man hebben de eierstokken bij de vrouw een dubbele taak: behalve eicellen maken ze ook de vrouwelijke geslachtshormonen oestrogeen en progesteron, die — zoals je in de volgende paragraaf ziet — de menstruatiecyclus regelen en het baarmoederslijmvlies op een zwangerschap voorbereiden.

De twee gameten verschillen sterk van bouw, en dat verschil hangt samen met hun functie; bekijk hierbij de tabel hiernaast. Een zaadcel is klein en beweeglijk: hij heeft een lange zweepstaart waarmee hij kan zwemmen, in het middenstuk veel mitochondriën die de energie voor die beweging leveren, en in de kop de celkern met het erfelijk materiaal. Zaadcellen worden in zeer grote aantallen gemaakt, want maar weinig bereiken de eicel. De eicel is juist groot en onbeweeglijk en wordt in kleine aantallen gevormd; ze bevat veel cytoplasma met reservevoedsel, dat de eerste celdelingen na de bevruchting van energie en bouwstof voorziet. Zo zie je het vorm-functieprincipe terug: de zaadcel is gebouwd om te bewegen en de erfelijke informatie te brengen, de eicel om voedsel en ruimte te leveren voor het prille begin van een nieuw organisme. Ondanks al deze verschillen zijn beide cellen haploïd (

n

): elk draagt de helft van het erfelijk materiaal, zodat ze bij de bevruchting samen een complete set vormen.

De kern van deze paragraaf is wat er bij de bevruchting met het aantal chromosomen gebeurt. Een gewone lichaamscel van de mens is diploïd (

2n

) en bevat 46 chromosomen: 23 van de vader en 23 van de moeder. De gameten worden door de meiose haploïd (

n

) gemaakt en bevatten dus elk 23 chromosomen. Bij de bevruchting versmelt één zaadcel met de eicel, en hun kernen — elk met 23 chromosomen — vloeien samen tot de kern van de zygote. Die zygote is weer diploïd (

2n

) met 46 chromosomen, precies het normale aantal. Hierin zit ook de geslachtsbepaling: de eicel draagt altijd een X-chromosoom, terwijl een zaadcel een X- of een Y-chromosoom kan dragen, en dat bepaalt het geslacht van het kind. Het halveren in de meiose is geen detail maar noodzaak: zou het aantal chromosomen bij elke bevruchting verdubbelen, dan klopte het na één generatie al niet meer. Doordat de meiose halveert en de bevruchting weer verdubbelt, blijft het chromosoomaantal van generatie op generatie constant — onthoud dat gameten haploïd zijn en de zygote diploïd, en draai dat nooit om.

Uitgewerkt voorbeeld

Chromosomen tellen bij meiose en bevruchting

Een lichaamscel van de mens bevat 46 chromosomen. Bepaal hoeveel chromosomen een zaadcel, een eicel en de zygote bevatten, en leg met de meiose en de bevruchting uit waarom dit zo moet zijn.

Stap 1 — De lichaamscel is diploïd
Een gewone lichaamscel is diploïd ( $2n$ ) en bevat hier 46 chromosomen, in 23 paren. Dit is het uitgangspunt; de gameten worden hiervan afgeleid.
Stap 2 — Gameten ontstaan door meiose (halvering)
Zaadcellen en eicellen worden gemaakt door de meiose, die het aantal chromosomen halveert. Een zaadcel en een eicel zijn daardoor haploïd ( $n$ ) en bevatten elk 23 chromosomen — de helft van 46.
Stap 3 — De bevruchting telt de helften weer op
Bij de bevruchting versmelten een zaadcel (23 chromosomen) en een eicel (23 chromosomen). De zygote krijgt dus $23 + 23 = 46$ chromosomen en is weer diploïd ( $2n$ ).
Stap 4 — Waarom dit zo moet
Zou de meiose niet halveren, dan kreeg de zygote $46 + 46 = 92$ chromosomen, en zou het aantal elke generatie verdubbelen. Door eerst te halveren (meiose) en dan te verdubbelen (bevruchting) blijft het chromosoomaantal constant op 46.

Resultaat: Resultaat: een zaadcel heeft 23 chromosomen, een eicel 23 en de zygote 46. Gameten zijn haploïd ( $n$ ) en de zygote is diploïd ( $2n$ ); de meiose halveert en de bevruchting herstelt het aantal, zodat elke generatie weer 46 chromosomen heeft.

Veelgemaakte fouten

De gameten en de zygote qua chromosoomaantal omdraaien. Gameten zijn haploïd ( $n$ , bij de mens 23 chromosomen); de zygote is na de bevruchting diploïd ( $2n$ , 46 chromosomen).
Denken dat de bevruchting in de baarmoeder plaatsvindt. De bevruchting gebeurt normaal in de eileider; de innesteling van het embryo vindt pas daarna in de baarmoeder plaats.
Vergeten dat de geslachtsorganen óók hormonen maken. De zaadballen maken testosteron, de eierstokken oestrogeen en progesteron — niet alleen gameten.

Actieve herhaling

Noem voor de vrouw de weg die een eicel aflegt vanaf het moment dat hij rijpt tot aan een eventuele innesteling, en geef bij elk orgaan kort de functie. Leg daarna uit waarom een zaadcel een staart en veel mitochondriën heeft, terwijl een eicel juist veel reservevoedsel bevat.

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenprogramma biologie (HAVO) (CvTE / Examenblad)

De menstruatiecyclus en hormonale regulatie#

Vertiefungexamenblad-nl

Hormonale regulatie van de cyclus

Afb. 3De hypofyse stuurt met FSH en LH de eierstok aan; de eierstok regelt met oestrogeen en progesteron de baarmoederwand en koppelt terug naar de hypofyse. Die terugkoppeling is meestal remmend (negatief), rond de eisprong eenmalig stimulerend (positief).

Bij een vrouw rijpt niet voortdurend maar met tussenpozen een eicel, in een terugkerend ritme dat de menstruatiecyclus heet. Eén cyclus duurt gemiddeld ongeveer 28 dagen, al verschilt dat per persoon. De cyclus heeft twee dingen tegelijk te regelen: in de eierstok moet een eicel rijpen en vrijkomen, en in de baarmoeder moet het slijmvlies worden opgebouwd zodat een eventueel bevruchte eicel zich kan innestelen. Dag 1 van de cyclus is per afspraak de eerste dag van de menstruatie. Daarna volgt de follikelfase, waarin een follikel met een eicel rijpt en het baarmoederslijmvlies opnieuw wordt opgebouwd. Rond dag 14 vindt de eisprong (ovulatie) plaats: de rijpe eicel komt vrij uit de eierstok. Daarna volgt de tweede helft van de cyclus, waarin het slijmvlies dik en goed doorbloed blijft in afwachting van een mogelijke innesteling. Blijft een bevruchting uit, dan wordt het slijmvlies afgebroken en begint met een nieuwe menstruatie de volgende cyclus.

De cyclus wordt gestuurd door vier hormonen, die je goed uit elkaar moet houden. Twee ervan komen uit de hypofyse, een kliertje onder in de hersenen: FSH (follikelstimulerend hormoon) en LH (luteïniserend hormoon). De andere twee komen uit de eierstok zelf: oestrogeen en progesteron. De namen verraden hun functie. FSH stimuleert in de eierstok het rijpen van een follikel met een eicel. De rijpende follikel maakt oestrogeen, dat in de baarmoeder het slijmvlies laat opbouwen. Een scherpe piek van LH veroorzaakt vervolgens de eisprong en zorgt ervoor dat de leeggekomen follikel zich omvormt tot het gele lichaam. Dat gele lichaam maakt progesteron, dat het opgebouwde baarmoederslijmvlies in stand houdt en geschikt maakt voor een innesteling. Kort samengevat: de hypofysehormonen FSH en LH sturen de eierstok aan, en de eierstokhormonen oestrogeen en progesteron regelen het baarmoederslijmvlies. De figuur met de pijlen hiernaast laat deze richting van de aansturing zien.

Het knapste van het systeem is de terugkoppeling: de eierstokhormonen 'praten als het ware terug' tegen de hypofyse en regelen zo hun eigen aansturing. Meestal is die terugkoppeling negatief: een hoge concentratie oestrogeen en vooral progesteron remt de afgifte van FSH en LH door de hypofyse. Dat is logisch en nuttig — zolang er al een follikel rijpt of een gele lichaam actief is, hoeft de hypofyse niet nóg een follikel te laten rijpen, zodat er normaal maar één eicel per cyclus vrijkomt. Vlak vóór de eisprong gebeurt echter iets bijzonders: de dan zeer hoge oestrogeenspiegel werkt heel even niet remmend maar juist stimulerend op de hypofyse. Deze positieve terugkoppeling lokt de grote LH-piek uit, en die LH-piek veroorzaakt de eisprong. Vat het samen als een regelkring: de hypofyse stuurt de eierstok aan met FSH en LH, de eierstok koppelt terug met oestrogeen en progesteron, en die terugkoppeling is meestal remmend (negatief) maar rond de eisprong eenmalig stimulerend (positief).

Als je de vier hormonen door de tijd uitzet, krijg je de grafiek hiernaast, en die vertelt het hele verhaal van de cyclus. In de follikelfase stijgt onder invloed van FSH de oestrogeenspiegel geleidelijk, doordat de rijpende follikel steeds meer oestrogeen maakt; tegelijk wordt het baarmoederslijmvlies opgebouwd. Rond dag 14 bereikt oestrogeen een piek, en juist die piek lokt via positieve terugkoppeling de scherpe LH-piek uit — de hoogste, smalste top in de grafiek. Die LH-piek veroorzaakt de eisprong. Na de eisprong neemt het progesteron sterk toe, gemaakt door het gele lichaam, en bereikt het rond dag 21 zijn hoogste waarde; in deze fase blijft het slijmvlies dik en doorbloed. Komt er geen bevruchting, dan sterft het gele lichaam af, waardoor progesteron en oestrogeen tegen het einde van de cyclus dalen. Door die daling wordt het slijmvlies niet langer in stand gehouden en breekt het af: de menstruatie begint, en omdat de rem op de hypofyse wegvalt, stijgt FSH weer en start een nieuwe cyclus. Onthoud de volgorde: de oestrogeenpiek (rond de eisprong) komt vóór de progesteronpiek (erna).

De menstruatiecyclus is daarmee een schoolvoorbeeld van hormonale regeling met terugkoppeling, een patroon dat in de biologie steeds terugkeert. Het systeem regelt zichzelf: stijgende eierstokhormonen remmen via de hypofyse hun eigen aansturing, zodat er per cyclus precies één eicel rijpt en het slijmvlies netjes op tijd wordt opgebouwd en weer afgebroken. Begrijp je deze regelkring, dan kun je veel examenvragen aan: je kunt voorspellen wat er gebeurt als een bepaald hormoon stijgt of daalt, en je kunt een grafiek van de hormoonspiegels lezen en uitleggen. Houd bij het redeneren steeds de vaste ketens vast — FSH laat de follikel rijpen, oestrogeen bouwt het slijmvlies op en lokt de LH-piek uit, de LH-piek geeft de eisprong, progesteron houdt het slijmvlies in stand — en let goed op het verschil tussen negatieve en positieve terugkoppeling. In de volgende paragraaf gebruiken we deze kennis om te begrijpen wat er na een bevruchting gebeurt, en hoe de anticonceptiepil met precies deze terugkoppeling de eisprong tegenhoudt.

Hormonen tijdens de menstruatiecyclus

Afb. 4Oestrogeen piekt rond de eisprong (dag 14) en lokt de scherpe LH-piek uit die de eisprong veroorzaakt; progesteron uit het gele lichaam piekt erna (rond dag 21). Daalt het progesteron aan het eind van de cyclus, dan volgt de menstruatie.

Uitgewerkt voorbeeld

Een hormoongrafiek van de cyclus aflezen

In de grafiek hiernaast zie je de hormoonspiegels tijdens een cyclus van 28 dagen. Rond dag 14 vertoont LH een scherpe piek en is oestrogeen op zijn hoogst; rond dag 21 is progesteron het hoogst. Verklaar wat er rond dag 14 en rond dag 21 in de eierstok en de baarmoeder gebeurt, en voorspel wat er rond dag 28 gebeurt als de eicel niet wordt bevrucht.

Stap 1 — Rond dag 14: oestrogeenpiek en LH-piek
In de follikelfase is onder invloed van FSH een follikel gerijpt, die steeds meer oestrogeen maakt; daardoor is oestrogeen rond dag 14 op zijn hoogst en is het baarmoederslijmvlies opgebouwd. Die hoge oestrogeenspiegel lokt via positieve terugkoppeling de scherpe LH-piek uit.
Stap 2 — Gevolg van de LH-piek: de eisprong
De LH-piek veroorzaakt de eisprong (ovulatie): de rijpe eicel komt vrij uit de eierstok. De leeggekomen follikel vormt zich daarna om tot het gele lichaam.
Stap 3 — Rond dag 21: progesteronpiek
Het gele lichaam maakt veel progesteron, dat rond dag 21 een piek bereikt. Progesteron houdt het dikke, goed doorbloede baarmoederslijmvlies in stand, zodat een bevruchte eicel zich zou kunnen innestelen. De hoge progesteron- en oestrogeenspiegels remmen tegelijk via negatieve terugkoppeling FSH en LH, zodat er geen nieuwe follikel rijpt.
Stap 4 — Rond dag 28 zonder bevruchting
Wordt de eicel niet bevrucht, dan sterft het gele lichaam af. Daardoor dalen progesteron en oestrogeen sterk. Zonder deze hormonen wordt het slijmvlies niet langer in stand gehouden en breekt het af: de menstruatie begint (dag 1 van een nieuwe cyclus). Doordat de rem wegvalt, stijgt FSH weer en kan een volgende follikel gaan rijpen.

Resultaat: Resultaat: rond dag 14 zorgt de oestrogeenpiek voor de LH-piek en die voor de eisprong; rond dag 21 houdt progesteron uit het gele lichaam het slijmvlies in stand. Blijft de bevruchting uit, dan daalt rond dag 28 het progesteron, breekt het slijmvlies af (menstruatie) en begint door de stijgende FSH een nieuwe cyclus.

Veelgemaakte fouten

FSH/LH en oestrogeen/progesteron qua herkomst verwisselen. FSH en LH komen uit de hypofyse; oestrogeen en progesteron komen uit de eierstok.
De eisprong aan oestrogeen toeschrijven. Oestrogeen bouwt het slijmvlies op en lokt — via positieve terugkoppeling — de LH-piek uit; de eisprong zelf wordt veroorzaakt door die LH-piek.
De pieken van oestrogeen en progesteron door elkaar halen. Oestrogeen piekt rond de eisprong (eind follikelfase); progesteron piekt erna, in de tweede helft van de cyclus, en wordt door het gele lichaam gemaakt.

Actieve herhaling

Beschrijf in de juiste volgorde wat er tijdens één menstruatiecyclus in de eierstok en in de baarmoeder gebeurt, en koppel aan elke stap het hormoon dat hem stuurt. Leg daarbij apart uit waarom er normaal gesproken maar één eicel per cyclus vrijkomt (gebruik het begrip negatieve terugkoppeling).

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenprogramma biologie (HAVO) (CvTE / Examenblad)

Bevruchting en vroege ontwikkeling#

Standardexamenblad-nl

Van bevruchting tot innesteling

Afb. 5Bij de bevruchting in de eileider versmelten de gameten tot een diploïde zygote, die door mitose uitgroeit tot een kiemblaasje en zich ongeveer een week later innestelt in het baarmoederslijmvlies.

Na de eisprong heeft de vrijgekomen eicel maar een beperkte tijd waarin ze bevrucht kan worden, en die bevruchting vindt plaats in de eileider. Bij een geslachtsgemeenschap komen miljoenen zaadcellen in de vagina terecht, die met hun staart door de baarmoeder naar de eileiders zwemmen. Slechts een klein deel haalt de eicel, en uiteindelijk dringt één enkele zaadcel de eicel binnen. Op dat moment versmelten de kern van de zaadcel en de kern van de eicel: dat is de bevruchting, en het resultaat is de diploïde zygote (

2n

) met 46 chromosomen. Zodra één zaadcel naar binnen is, verandert het oppervlak van de eicel zó dat er geen tweede zaadcel meer bij kan — dat voorkomt dat de zygote te veel chromosomen krijgt. Belangrijk om te onthouden: de bevruchting is de versmelting van twee haploïde gameten tot één diploïde cel, en ze gebeurt in de eileider, niet in de baarmoeder. Pas daarna begint de reis naar de baarmoeder.

De zygote blijft niet één cel, maar begint al tijdens de reis door de eileider te delen door mitose: uit één cel ontstaan er twee, dan vier, acht, enzovoort, zodat er een klompje cellen vormt dat uitgroeit tot een hol kiemblaasje. Omdat het om mitose gaat, hebben al deze cellen hetzelfde DNA. Ongeveer een week na de bevruchting bereikt het kiemblaasje de baarmoeder en nestelt het zich in het dikke, goed doorbloede baarmoederslijmvlies: dat heet de innesteling (zie de figuur hiernaast). Vanaf de innesteling spreken we van een prille zwangerschap. Het is geen toeval dat het slijmvlies op dit moment juist dik en doorbloed is: in de vorige paragraaf zag je dat progesteron uit het gele lichaam het slijmvlies in deze fase in stand houdt, en precies die toestand is nodig om het embryo te kunnen voeden. Bouw, timing en hormonen grijpen hier dus mooi in elkaar — zonder een goed voorbereid slijmvlies zou de innesteling niet lukken.

Na de innesteling moet de zwangerschap meteen beschermd worden tegen het gewone einde van de cyclus, want normaal zou rond dag 28 het gele lichaam afsterven en zou met de menstruatie ook het slijmvlies — en daarmee het embryo — verdwijnen. Dat wordt voorkomen door een hormoon (HCG) dat het jonge embryo zelf maakt. Dit hormoon houdt het gele lichaam in stand, zodat het progesteron blijft maken; daardoor blijft het baarmoederslijmvlies behouden en blijft de menstruatie uit. Het uitblijven van de menstruatie is dan ook vaak het eerste teken van een zwangerschap, en een zwangerschapstest werkt doordat hij juist dit door het embryo gemaakte hormoon in de urine aantoont. Later neemt de placenta (moederkoek) de productie van progesteron over. De placenta verbindt het kind via de navelstreng met de moeder en zorgt voor de uitwisseling van voedingsstoffen en zuurstof naar het kind en van afvalstoffen de andere kant op. Zo groeit uit de ingenestelde cellen geleidelijk een embryo en later een foetus.

Met de hormonale regeling uit de vorige paragraaf kun je nu ook begrijpen hoe anticonceptie (het voorkomen van een zwangerschap) werkt. De bekendste hormonale methode is de anticonceptiepil, die oestrogeen- en/of progesteronachtige stoffen bevat. Door die stoffen dagelijks in te nemen, blijft de concentratie van deze hormonen in het bloed steeds hoog. Via de negatieve terugkoppeling die je al kent, remt dat de afgifte van FSH en LH door de hypofyse. Zonder voldoende FSH rijpt er geen follikel, en zonder de LH-piek is er geen eisprong; komt er geen eicel vrij, dan kan er ook geen bevruchting plaatsvinden. De pil 'doet als het ware alsof' het lichaam al in de tweede helft van de cyclus zit, waardoor de eierstok geen nieuwe eicel klaarmaakt. Naast hormonale middelen bestaan er ook niet-hormonale methoden, zoals het condoom, dat als barrière de zaadcellen tegenhoudt en bovendien beschermt tegen seksueel overdraagbare aandoeningen. Het werkingsprincipe van de pil is examenstof: extra geslachtshormonen onderdrukken via terugkoppeling FSH en LH, en daarmee de eisprong.

Daarmee is de cirkel van dit onderwerp rond. Je bent begonnen bij het algemene onderscheid tussen ongeslachtelijke en geslachtelijke voortplanting, hebt de menselijke geslachtsorganen en de haploïde gameten leren kennen, hebt gezien hoe de menstruatiecyclus met vier hormonen en terugkoppeling telkens een eicel klaarmaakt en het baarmoederslijmvlies voorbereidt, en hebt ten slotte gevolgd hoe een bevruchte eicel zich innestelt en uitgroeit tot een nieuw individu. De rode draad blijft het samenspel van bouw (vorm-functie), timing en hormonale regeling: de eicel komt vrij op het moment dat het slijmvlies klaarligt, en hormonen zorgen ervoor dat dat slijmvlies blijft bestaan zodra er een zwangerschap is — of juist niet ontstaat wanneer iemand de pil gebruikt. Wie deze verbanden begrijpt in plaats van losse feiten uit het hoofd leert, kan ook onbekende examenvragen over voortplanting beredeneren: keer steeds terug naar de vraag welk hormoon wat doet, en hoe bouw en timing op elkaar zijn afgestemd.

Uitgewerkt voorbeeld

Hoe de anticonceptiepil de eisprong tegenhoudt

De anticonceptiepil bevat oestrogeen- en progesteronachtige stoffen. Leg met de hormonale terugkoppeling uit waarom een vrouw die de pil gebruikt geen eisprong heeft en dus niet zwanger kan worden.

Stap 1 — Wat doet de pil met de hormoonspiegels?
Door dagelijks oestrogeen- en progesteronachtige stoffen in te nemen, blijft de concentratie van deze hormonen in het bloed voortdurend hoog — alsof het lichaam steeds in de tweede helft van de cyclus zit.
Stap 2 — Effect op de hypofyse (negatieve terugkoppeling)
Een hoge spiegel oestrogeen en progesteron remt via negatieve terugkoppeling de hypofyse. Daardoor geeft de hypofyse weinig FSH en LH af.
Stap 3 — Gevolg in de eierstok
Zonder voldoende FSH rijpt er geen follikel met een eicel. En zonder een LH-piek is er geen prikkel voor de eisprong.
Stap 4 — Eindresultaat
Komt er geen eicel vrij, dan kan een zaadcel ook geen eicel bevruchten. Zo voorkomt de pil een zwangerschap, juist door gebruik te maken van dezelfde terugkoppeling die in een normale cyclus maar één eicel laat rijpen.

Resultaat: Resultaat: de extra hormonen in de pil houden FSH en LH laag (negatieve terugkoppeling), zodat er geen follikel rijpt en geen eisprong plaatsvindt. Geen eicel betekent geen bevruchting — dát is het werkingsprincipe van de pil.

Veelgemaakte fouten

Denken dat de bevruchting in de baarmoeder gebeurt. De bevruchting vindt plaats in de eileider; pas de innesteling gebeurt in de baarmoeder.
Bevruchting en innesteling als hetzelfde zien. De bevruchting is het versmelten van zaadcel en eicel tot een zygote; de innesteling is het later vastzetten van het kiemblaasje in het baarmoederslijmvlies.
Bij de werking van de pil de terugkoppeling omdraaien. Extra oestrogeen en progesteron rémmen FSH en LH (negatieve terugkoppeling), waardoor er geen follikel rijpt en geen eisprong is — de pil stimuleert de eisprong niet.

Actieve herhaling

Leg uit welke weg een bevruchte eicel aflegt van de eileider tot aan de innesteling, en benoem wat er bij de bevruchting en bij de innesteling precies gebeurt. Verklaar daarna met de hormonen waarom de menstruatie uitblijft zodra een vrouw zwanger is.

Actief ophalen

Haal de kernpunten op — onthul ze daarna.

Bronnen: Examenprogramma biologie (HAVO) (CvTE / Examenblad)

Referenties en bronnen

Bronnen

CvTE / Examenblad

Examenprogramma biologie (HAVO)

Voortplanting van het organisme

Kernpunten

Waarom een verzameling klonen kwetsbaar is

Kernpunten

Chromosomen tellen bij meiose en bevruchting

Kernpunten

Een hormoongrafiek van de cyclus aflezen

Kernpunten

Hoe de anticonceptiepil de eisprong tegenhoudt

Bronnen

Voortplanting van het organisme

Kernpunten

Waarom een verzameling klonen kwetsbaar is

Kernpunten

Chromosomen tellen bij meiose en bevruchting

Kernpunten

Een hormoongrafiek van de cyclus aflezen

Kernpunten

Hoe de anticonceptiepil de eisprong tegenhoudt

Bronnen