Biotechnologie
Je weet hoe belangrijk eiwitten zijn voor een cel, en hoe de cel op ieder moment aangezet wordt de juiste eiwitten te produceren. Genen spelen daarbij een sleutelrol. Kunnen genen van de ene soort ook functioneren in cellen van een andere soort?
Bekijk in de klas dit filmpje en bespreek daarna de vragen.
In het filmpje wordt gezegd dat bacteriën iets ‘leren’.
Wat vind je van dit woordgebruik?
Beschrijf in woorden of in een tekening wat er in het filmpje wordt uitgelegd.
Kun je alle genen zomaar uitwisselen? Tussen alle organismen?
Kun je zo van een bacterie een klein eiwitfabriekje maken?
Welke eiwitten zou je dan willen produceren?
Wetenschappers die zich met deze vragen bezig houden noem je biotechnologen.
Misschien heb jij ook wel ambities in die richting!
Welke mogelijkheden zijn er dan?
Hier zie je twee voorbeelden:
Deze module gaat over de mogelijkheden van de biotechnologie.
Verwerking
Stap 1
Klassiek of modern?
Homerus, dichter van de Ilias en Odyssee, beschreef meer dan zeven eeuwen voor Christus al een interessant biotechnologische waarneming:
“Als je een vijgentakje kneust en het gekneusde deel door melk roert dan vormt zich in de melk een vaste stof, waaruit een soort zachte kaas te maken is.” Nu weten we dat uit het vijgentakje wat sap lekte met daarin het enzym ficine. Dit enzym laat het eiwit caseïne in de melk samenklonteren (stremmen).
In de Romeinse tijd is opgetekend "dat melk moet worden gestremd met stremsel dat is verkregen van een lam of een jong geitje, alhoewel men hiervoor eveneens de bloem van de wilde distel of saffloerzaad kan gebruiken, alsook het sap van de vijgenboom, dat vrijkomt door een inkeping te maken in de nog groene schors".
Blijkbaar is het recept om kaas te maken al heel oud.
Ook onze kaasindustrie gebruikt enzymen.
Opdracht 1 Biotechnologie
Zoek uit hoe uit melk kaas gemaakt wordt.
Noteer de achtereenvolgende stappen en schrijf erbij de tijdsduur van elke stap van het proces.
Bron: www.food-info.net.
Vanouds wordt dierlijk stremsel gebruikt. Zoek uit wat daar precies in zit, welke alternatieven daarvoor zijn en de redenen waarom mensen alternatieven zouden willen gebruiken.
De manier waarop Homerus de biotechnologie gebruikte is natuurlijk anders dan de manier waarop wij dat nu doen. Zoek uit wat verstaan wordt onder klassieke biotechnologie en moderne biotechnologie.
Wat hoort bij klassieke biotechnologie? En wat bij moderne?
Technieken waarbij organismen of delen van organismen gebruikt worden om producten voor de mens te maken.
Klassieke biotechnologie.
Moderne biotechnologie.
Klassieke biotechnologie en moderne biotechnologie.
Voor deze productie aanpassen van de eigenschappen van bacteriën, planten en dieren.
Klassieke biotechnologie.
Moderne biotechnologie.
Klassieke biotechnologie en moderne biotechnologie.
Welke tak van de biotechnologie wordt gebruikt voor het maken van wijn?
Klassieke biotechnologie.
Moderne biotechnologie.
Klassieke biotechnologie en moderne biotechnologie.
Welke tak van de biotechnologie wordt gebruikt voor het maken van wasmiddel?
Klassieke biotechnologie.
Moderne biotechnologie.
Klassieke biotechnologie en moderne biotechnologie.
Welke tak van de biotechnologie wordt gebruikt voor het maken van een vaccin tegen baarmoederhalskanker?
Klassieke biotechnologie.
Moderne biotechnologie.
Klassieke biotechnologie en moderne biotechnologie.
Welke tak van de biotechnologie wordt gebruikt voor het maken van brood?
Klassieke biotechnologie.
Moderne biotechnologie.
Klassieke biotechnologie en moderne biotechnologie.
Opdracht 2 GloFish
In tweetallen.
In de animatie die je zag in de introductie, werden lichtgevende bacteriën gemaakt.
Lichtgevende dieren maken kan ook echt! Bekijk het verhaal achter lichtgevende sushi.
Lees hier een artikel erover en bekijk het filmpje.
Beantwoord daarna samen de vragen.
Welk doel hadden de wetenschappers die de GloFish maakten?
Wat is de rol van het gen voor GFP (Green Fluorescent Protein)?
Komt het gen voor GFP altijd tot expressie als het in een ander organisme wordt overgebracht?
Wat is de bedoeling van het centre for genomics gastronomy?
Zou jij wel trek hebben in lichtgevende sushi?
Bespreek in de klas de bovenstaande vijf vragen.
Opdracht 3 Ingrediënten
Op een fles slaolie staat: ‘geproduceerd met genetisch gemodificeerde sojabonen’ en op een blik soep: ‘vervaardigd op basis van moderne biotechnologie’.
Gratis vervoer, bestemming bereikt?
Hoe krijg je een gen van de ene soort in de andere?
Gaat dat gen ter plaatse doen wat het doen moet?
In deze stap bekijk je aan de hand van vragen en opdrachten de techniek van genetische modificatie.
Maak bij elke stap aantekeningen. Vat de techniek daarna samen in een schema.
Bespreek je schema met een klasgenoot.
De overdracht van een DNA-fragment van een organisme naar een ander organisme komt ook in de natuur ook voor. Er zijn bacteriegeslachten die aan hun oppervlak receptoren hebben waarmee ze donor-DNA kunnen binden en opnemen, soms zelfs donor DNA van een andere soort. Dat proces heet transformatie.
Sommige soorten bacteriën kunnen via een proces dat conjugatie heet DNA-plasmiden uitwisselen, via een conjugatiebuis.
Bekijk hier deze beide processen.
Virussen kunnen ook een rol spelen bij de overdracht van DNA van de ene bacterie naar de andere.
Dat proces heet transductie. Bekijk het hier .
Opdracht 1 Genetische modificatie
Vat deze drie processen samen in een schematische tekening.
Zet de namen van de processen erbij.
Wanneer deze genoverdracht door mensen wordt uitgevoerd, noem je dat genetische modificatie. Plasmiden of virussen kunnen worden gebruikt om bepaald DNA in de cel te brengen, maar er zijn andere technieken ontwikkeld.
Opdracht 2 Transgene organismen
Bekijk deze technieken op bioplek en beschrijf ze kort.
Er is wel een probleem: een gen uit een vis zal niet werken in een tomaat, tenzij er een promotor aan zit die de tomaat herkent.
Virussen hebben een sterke promotor ontwikkeld, die de gastheer dwingt om de genen van het virus af te lezen. Daarom plakken onderzoekers aan het in te brengen gen een viruspromotor. Dit geheel wordt een genconstruct genoemd.
Leg uit waarom virussen zo’n sterke promotor moeten hebben.
Bedenk wat het nadeel is van het inbrengen van een viruspromotor in een cel.
Om te kunnen zien of de overdracht gelukt is, wordt niet alleen het gewenste gen ingebouwd, maar ook een merker-gen. Daarvoor werd vaak een gen voor antibiotica resistentie gebruikt, bijvoorbeeld voor neomycine. Planten zonder dit gen gaan dood als ze met neomycine worden behandeld. Antibioticaresistentie-merker-genen zijn in Nederland voor nieuwe toepassingen niet meer toegestaan. Men zoekt naar alternatieven bijvoorbeeld fluorescentie genen, zoals van de Glofish.
Gebruik de afbeelding om uit te leggen hoe men met behulp van het gen voor antibiotica-resistentie die planten kan selecteren waarin de overdracht gelukt is.
Maak de oefening "Gratis vervoer, bestemming bereikt?" onderaan deze pagina.
In Wageningen University werken biotechnologen aan de ontwikkeling van een aardappel die beter bestand is tegen de gevreesde schimmel Phytophtora.
Deze duRPh aardappel wordt ontwikkeld met behulp van cisgene merkervrije modificatie.
Opdracht 3 Cisgeen
Zoek uit wat cisgeen is en leg uit waarom men daarvoor kiest.
Waarom kiest men voor merkervrij?
Het nieuwe gen komt op een willekeurige plek in het DNA terecht. Het effect daarvan kan heel wisselend zijn.
Het kan het functioneren van een ander gen verstoren.
Opdracht 4 Effecten
Bekijk hier enkele voorbeelden van onverwachte bijwerkingen in verschillende organismen (halverwege de pagina, bij 'voorbeelden').
Noteer tenminste twee organismen waarin onverwachte effecten optraden en noteer ook deze effecten.
Bekijk de opdrachten 1 t/m 4 van deze stap nog eens en maak een inschatting van de kans dat genetische manipulatie experimenten opbrengen wat de onderzoeker wenst.
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
Het arrangement Biotechnologie, bb - V - kopie 2 is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
Auteur
Auteur Kunskapsskolan
Je moet eerst inloggen om feedback aan de auteur te kunnen geven.
Laatst gewijzigd
2018-05-08 11:18:21
Licentie
Dit lesmateriaal is gepubliceerd onder de Creative Commons Naamsvermelding-GelijkDelen 4.0 Internationale licentie. Dit houdt in dat je onder de voorwaarde van naamsvermelding en publicatie onder dezelfde licentie vrij bent om:
het werk te delen - te kopiëren, te verspreiden en door te geven via elk medium of bestandsformaat
het werk te bewerken - te remixen, te veranderen en afgeleide werken te maken
voor alle doeleinden, inclusief commerciële doeleinden.
Van dit lesmateriaal is de volgende aanvullende informatie beschikbaar:
Toelichting
Bij het samenstellen van deze leerbron is gebruik gemaakt van een arrangement uit de Stercollecties van VO-Content. Het oorspronkelijke arrangement is eigendom van VO-Content en gedeeld onder de CC BY-SA licentie. https://maken.wikiwijs.nl/63291/Module__DNA_technologie___V_4
Leerniveau
VWO 4;
Leerinhoud en doelen
Eiwitsynthese;
Biologische eenheid;
Biologie;
Instandhouding;
Transcriptie en translatie;
DNA;
DNA als universele drager van genetische informatie;
Bij het samenstellen van deze leerbron is gebruik gemaakt van een arrangement uit de Stercollecties van VO-Content. Het oorspronkelijke arrangement is eigendom van VO-Content en gedeeld onder de CC BY-SA licentie. https://maken.wikiwijs.nl/63291/Module__DNA_technologie___V_4
Zoek uit wat daar precies in zit, welke alternatieven daarvoor zijn en de redenen waarom mensen alternatieven zouden willen gebruiken.
Opdracht 2 GloFish
Opdracht 1 Genetische modificatie
