Genetica - inleiding
Organismen kunnen verschillende eigenschappen zoals oogkleur, haarkleur, kleurenblindheid en bijvoorbeeld bepaalde ziektes als hemofolie eigenschappen doorgeven aan hun nakomelingen. Zulke eigenschappen worden erfelijke eigenschappen genoemd. Hoe dit te werk gaat leer je in thema 3, genetica (Malmberg, 2022.
Erfelijke eigenschappen ontvangt een organisme altijd van zijn ouders. Het hoeft alleen niet zo te zijn dat alle erfelijke eigenschappen altijd tot uiting komen. De ene eigenschap is nou eenmaal sterker dan de andere eigenschap. Om dit reden zijn erfelijke eigenschappen instaat om generaties over te slaan (Sturm & Frudakis, 2004).
In dit thema van genetica werken we via de methode Malmberg (2023), digitaal, praktisch en zal er gepresenteerd moeten worden aan elkaar. We zullen per week ongeveer twee lessen behandelen. De planning ziet er alsvolgt uit:
Les 1 uitleg thema en hoe we gaan werken.
- Groejes maken, dit gebeurt random via een programma.
- Zelfstandig maar ook met je groepje aan de slag met het onderwerp fenotype & genotype.
Les 2 DNA isolatie en genenparen.
- Zelfstandig werken.
- In je groepje bespreken.
Les 3 Monohybride kruisingen.
- Zelfstandig werken
- Casus verdelen
- Casus presenteren/uitleggen
Les 4 Practische opdracht Superhelden baby.
- Deze opdracht doe je individueel /zelfstandig en lever je eind van de week in.
Les 5 Speciale manieren van overervingen.
- Zelfstandig aan de slag (verdiepen jij wordt de expert!).
- Casus uitwerken.
Les 6 Presenteren
- Casussen presenteren aan elkaar.
Les 7 Formatieve toets genetica.
Les 1: Fenotype en genotype
Les 1: Fenotype en genotype
In deze les gaan jullie aan de slag met het fenotype en genotype.
Leerdoelen van deze les:
- Aan het einde van deze les kun je omschrijven wat het fenotype en wat het genotype van een organisme is.
- Aan het einde van deze les kun je omschrijven wat DNA-sequentie en genexpressie betekenen.
- Aan het einde van deze les kun je uitleggen dat een fenotype tot stand komt door de combinatie van genotype en de invloed van milieufactoren.
Te doen:
- Bestudeer de informatie van thema 3, basisstof 1 in de methode Biologie voor jou van malmberg en bekijk het filmpje.
- Zoek nog een filmpje die de stof goed en duidelijk uitlegd.
- Geef 5 voorbeelden van fenotype die we kunnen veranderen en 3 voorbeelden die niet veranderbaar zijn.
- Neem je 8 voorbeelden mee naar je groepje en bespreek of ze verandert kunnen worden en/of welke niet verandert kunnen worden.
- Maak een lijst nu met 5 goede voorbeelden waarbij het fenotype verandert kan worden en 5 voorbeelden waarbij het fenotype niet verandert kan worden.
- Als je wilt kun je controleren of je de stof helemaal hebt begrepen. Maak dan de checkvragen.
Toets: Fenotype en genotype check vragen
Start
Oefening: Fenotype en genotype check 2
Start
Les 2: Genenparen
Les 2: Practicum - DNA isoleren
Leerdoelen:
- Aan het einde van deze les kun je, je eigen DNA isoleren uit je eigen speeksel.
- Aan het einde van deze les heb je enkele practicum vaardigheden geoefend.
Vandaag start je met een DNA-practicum. Vervolgens ga je aan de slag met het onderdeel genenparen.
Practicum - DNA isolatie
In alle cellen van je lijf zit DNA (Desoxyribonucleïnezuur). Dat is de voornaamste drager van onze genen, ons erfelijk materiaal. Om DNA te bestuderen in wetenschappelijk onderzoek verzamelen we bijvoorbeeld bloed of speeksel. Maar het DNA zit goed weggestopt in je lichaamscellen, je kunt er niet zomaar bij. We isoleren DNA dan ook in aantal eenvoudige stappen. Met dit stappenplan kun je zelfs thuis je eigen DNA isoleren!
Wat heb je nodig?
Hoe ga je te werk?
-
Doe zoveel zout bij het water in de beker totdat het niet meer oplost.
-
Neem hieruit 3 eetlepels zout water en doe deze in het bekertje.
-
Spoel je mond met het zoute water (niet doorslikken!).
-
Spuug het water terug in het bekertje.
-
Doop de achterkant van de theelepel in het afwasmiddel.
-
Roer eventjes rustig door het zoute water.
-
Breng voorzichtig met een theelepel de alcohol in het bekertje
-
De alcohol zal op het zoute water blijven liggen.
-
Stop als je een laag alcohol hebt van ongeveer 2 cm.
-
Roer voorzichtig door de alcohol.
Er ontstaat nu een soort web van witte sliertjes: dat is nu je DNA!
Wat is er nu gebeurd?
-
De wangslijmcellen in je mond laten makkelijk los door het zoute water.
-
Het afwasmiddel zorgt ervoor dat de cellen open breken.
-
Door de alcohol plakt het DNA aan elkaar.
Les 2: Genenparen
Leerdoelen:
- Je kunt aan het einde van deze les uitleggen hoe het fenotype van een organisme tot stand komt en hierbij de begrippen: homozygoot, heterozygoot, dominant en recessief gebruiken en toepassen.
- Je kunt aan het einde van deze les beschrijven hoe door recombinatie, nieuwe combinaties van allelen onstaan.
Te doen:
- Bestudeer de informatie van thema 3, basisstof 2 van de methode Biologie voor jou van Malmberg en kijk het filmpje.
- Zoek en bekijk nog een filmpje die de stof goed uitlegd.
- Zoek uit en noteer zo duidelijk mogelijk wat het verschil is tussen de begrippen homozygoot / heterozygoot en dominant / recessief.
- Zoek uit wat intermediair fenotype is en geef 3 voorbeelden waarbij dit tot uiting komt.
- Bespreek fysiek of digitaal de begrippen homozygoot, heterozygoot, dominant en recessief.
- Bespreek ook welke 3 voorbeelden ieder van jullie hebben gevonden voor intermediair fenotype en maak een lijst van 8 organisme waarbij intermediair fenotype tot uiting komt.
- Als je wilt kun je controleren of je de stof helemaal hebt begrepen. Maak dan de checkvragen.
Toets: Genenparen check
Start
Les 3: monohybride kruising
Leerdoelen:
- Aan het einde van de les kun je aan de hand van een tekst een monohybride kruising oplossen aan de hand van een kruisingsschema.
- Aan het einde van de les kun je afleiden in welke frequentie het genotype en fenotype aanwezig is in een kruisingsschema en/of stamboom.
Wat te doen:
- Kijk nu eerst het filmpje monohybride kruisingen.
- Maak daarna de oefenvragen.
- Werk daarna je casus uit.
Oefening: Monohybride kruisingen check
Start
Aan het begin van deze les zijn er groepen van 4 leerlingen gevormd, zie document die via de mail met jullie gedeeld is. Nummer iedereen in het groepje van 1 t/m 4. Elke leerling pakt nu de casus die bij het nummer hoort (zie hieronder). In elke casus zal minimaal 1, maar soms ook meerdere monohybride kruisingen gebruikt moeten worden. Je werkt de monohybride kruising (jouw casus) zelfstandig uit en presenteert deze de volgende les aan de hand van een poster.
Casus 1:
1. Geef de genotypen en fenotypen van 1 t/m 8.
2. Berekend de kans dat de dochter van 5 en 6 taaislijmziekte wel en geen taaislijm ziekte heeft.
3. Geef de verhouding van het fenotype en het genotype.
Casus 2
Thalassemie is een zeer ernstige bloedziekte die het gevolg is van afwijkende rode bloedcellen. De ziekte wordt veroorzaakt door een recessief gen. Iemand die heterozygoot is voor dit gen, wordt een drager genoemd. Een drager heeft meestal voldoende gezonde rode bloedcellen en heeft de ziekte in een minder ernstige vorm.
Rob en Monica zijn allebei drager van thalassemie.
1. Bereken de kans dat Rob en Monica een kind krijgen met thalassemie en zonder thalassemie.
2. Geef de verhouding in het genotype en fenotype.
3. Rob en Monica willen nog een kind, maar willen wel zeker zijn dat het kind geen thalassemie heeft. Zoek uit wat zij kunnen doen.
Casus 3
Bij het kippenras Andalusiërs zijn er drie verschillende fenotypen voor de verenkleur: zwart, wit en blauw. De blauwe kleur is een intermediair fenotype. Een blauwe kip wordt gekruist met een blauwe haan.
1. Geef bij elke type fenotype de kans weer wanneer de blauwe kip gekruist wordt met de blauwe haan.
2. Geef de verhoudingen in het genotype en fenotype weer.
De kruising tussen de blauwe kip en de bauwe haan geeft 18 kuikens.
3. Hoeveel kuikens zullen blauw zijn?
Casus 4
1. Geef de genotype en fenotype van nummer 1 t/m 6. Leg duidelijk uit hoe je hier achter bent gekomen.
2. Berekend de kans dat een vierde nakomeling van 3 en 4 korte haren en/of lange haren heeft.
3. Geef de verhouding van het fenotype en het genotype van deze vierde nakomeling van nummer 3 en 4.
Les 4: practicum Reebop
Leerdoelen:
- Aan het einde van de les ben je instaat om kruisingsschema's toe te passen in de praktijk.
- Aan het einde van de les heb je practicum vaardigheden herhaald en enkele nieuwe practicum vaardigheden geoefend.
Jullie gaan aan de slag met het superhelden practicum. Dit practicum doen jullie individueel. Van het uiteindelijke eind resultaat, het superhelden baby-tje, maak je een tekening. Aan het einde van het practicum lever je alles in. Na inlevering van dit PO krijg je een beoordeling (weging 1).
Les 5: Speciale manieren van overerven
Hierna volgen 4 verschillende manieren van speciale overervingen (X-chromosomaal, multipele allelen, lethale factoren, gekoppelde overerving).
Leerdoelen
- Aan het einde van deze les kun je aan de hand van een tekst een van de speciale manieren van overerven oplossen door gebruik te maken van kruisingsschema's.
- Aan het einde van deze les kun je afleiden in welke frequentie het genotype en het fenottype van de speciale manier van overerven aanwezig is in een kruisingsschema en/of een stamboom
Te doen:
- Verdeel in je leerteam de verschillende manieren van overerving (X-chromosomaal, multipele allelen, lethale factoren, gekoppelde overerving).
- Bestudeer per persoon de stof van jou overerving. Informatie kun je terug vinden in thema 3, basisstof 4 en 5.
- Per manier van overerven is er een apart tabblad gemaakt. Zoek per persoon uit hoe de manier van overerven werkt. Let hierbij ook goed op de notatie.
- Zoek een goede (nieuwe) casus die je kunt gebruiken als voorbeeld voor jou leerteam (hieronder zijn per manier van overerven 2 casussen al gegeven, deze mag je alleen gebruiken mocht je echt geen andere kunnen vinden (wat ik niet geloof :P ))
- Werk de gevonden casus uit in een presentatie voor je leerteam, let hierbij vooral goed op dat de uitleg en de notatie helder is.
X-chromosomaal (en geslachtschromosomen)
X-chromosomaal overerven
Genen kunnen net als in autosomen, ook in geslachtscellen liggen. In X-chromosomen liggen andere genen dan in de Y-chromosomen. Daardoor is de overerving van eigenschappen op deze chromosomen anders dan bij autosomen. Let op ook de notatie is hierbij net iets anders.
Bekijk nu eerst het filmpje/ de filmpjes over X-chromosomale overerving en maak een presentatie over hoe deze overerving verloopt. Kies vervolgens een van de casussen en werk deze casus overzichtelijk uit.
X-chromosomale overerving
X-chromosomale overving (casussen)
Casus 1:
Bij Drosophila komt onder andere het allel ‘vleugels zonder dwarsaders’ voor. Dit allel is Xchromosomaal en recessief. Een vrouwtje met vleugels zonder dwarsaders wordt gekruist met een mannetje met normale vleugels. De F1-individuen die hieruit ontstaan, worden onderling gekruist en er ontstaan een F2. Hoeveel % van de vrouwtjes uit de F2 heeft vleugels zonder dwarsaders?
Casus 2:
Hieronder staat een stamboom. De personen die met grijs aangegeven zijn, hebben een ziekte. De zwarte personen zijn gezond. De ziekte wordt veroorzaakt door één gen dat Xchromosomaal is. Vrouw 7 is in verwachting van kind 11. De baby blijkt een meisje te zijn. Hoe groot is de kans dat meisje 11 de ziekte heeft?
Multipele allelen
Multipele allelen - AB0 factoren
Tot nu toe hebben we het continu gehad over twee mogelijke allelen bij een kruising. Echter als er gekeken wordt op populatie niveau, komen we soms meer dan 2 allelen tegen, dit noemen we multipele allelen. Een van de eigenschappen die we bij de mens tegen komen is de bloedfactoren AB0. Deze overerving gaat op een andere manier dan bij autosomen. Let ook op de notatie, deze is net iets anders dan bij autosomen ook.
Te doen:
- Bestudeer de informatie en kijk/zoek filmpjes over gekoppelde overerving.
- Maak een presentatie over hoe deze overerving verloopt.
- Zoek een (nieuwe) casussen van jou manier van overerven en werk deze casus overzichtelijk uit.
- Presenteer jouw presentatie en casus aan jouw leerteamgenoten.
Multipele allelen (AB0 bloedgroepen)
Multipele allelen (AB0 bloedgroepen) - filmpje in het NL
Multipele allelen overerving (casussen)
Casus 1:
Als een man met bloedgroep A en een vrouw met bloedgroep B een kind hebben met bloedgroep O, hoe groot is dan de kans dat een tweede kind eveneens bloedgroep O zal hebben?
Casus 2:
85% van de Nederlandse bevolking heeft in het bloed de Rhesusfactor, is Rhesus-positief (Rh+ ). Het allel voor de Rhesusfactor is dominant over het allel “geen Rhesusfactor”. De ABObloedgroep en de Rhesusfactor erven onafhankelijk over. Een man met bloedgroep A+ , wiens moeder Ohad, heeft een vrouw met Bloedgroep B- . Van haar vader is alleen bekend dat hij bloedgroep O had. Hoe groot is de kans dat hun tweede kind A+ heeft?
Letale factoren
Letale factoren
Tot nu toe hebben we het continu gehad over autosomale kruisingen waarbij er niets aan de hand is. Soms is er echter meer aan de hand en kunnen er mogelijkheden wegvallen.
Te doen:
- Bestudeer de stof en kijk/zoek filmpjes over letale factoren.
- Maak een presentatie over hoe deze overerving verloopt.
- Zoek een (nieuwe) casussen van jou manier van overerven en werk deze casus overzichtelijk uit.
- Presenteer jouw presentatie en casus aan jouw leerteamgenoten.
Letale factoren (casussen)
Casus 1:
Bij kanaries is het allel voor een kuif (K) dominant over het allel voor het ontreken van een kuif (k). Het gen K bevat een letale factor, dat wil zeggen kanaries die homozygoot dominant zijn sterven in een vroeg embryonaal stadium.
Twee kuifkanaries paren met elkaar. Welke fenotypen verwacht je in de F1 en in welke verhouding?
Casus 2:
Cynthia heeft een erge vorm van achondroplasie (dwerggroei). Daardoor is zij slechts 1,32m lang. Door een verstoorde kraakbeenvorming en groeischijf in de pijpbeenderen heeft zij kleinere ledenmaten en een normale romp. Achondroplasie erft autosomaal dominant over en is letaal voor embryo's wanneer zij homozygoot zijn voor deze eigenschap.
Een man zonder deze aandoening en een vrouw met de aandoening achondroplasie krijgen samen een kind. Hoe groot is de kans dat dit king geen achondroplasie heeft?
Gekoppelde overerving
Gekoppelde overerving
Tot nu toe hebben we het continu gehad over autosomale kruisingen waarbij er niets aan de hand is. Soms zijn er echter genen die gekoppeld zijn, dit wil zeggen dat ze samen overgeërft worden. Hierdoor is de notatie bij deze kruisingen anders dan bij autosomen kruisingen. Let hierop!
Te doen:
- Bestudeer de stof en kijk/zoek filmpjes over gekoppelde overerving.
- Maak een presentatie over hoe deze overerving verloopt.
- Zoek een (nieuwe) casussen van jou manier van overerven en werk deze casus overzichtelijk uit.
- Presenteer jouw presentatie en casus aan jouw leerteamgenoten.
Gekoppelde dihybride kruising
Gekoppelde overerving (casussen)
Casus 1:
Bij fruitvliegjes is het allel voor grijze lichaamskleur (G) dominant over het allel voor zwarte lichaamskleur (g). Het allel voor normale vleugels (N) is dominant over dat voor vleugelstompjes (n). De genen voor lichaamskleur en vleugelvorm liggen in hetzelfde chromosomenpaar.
Een grijsvrouwtje met normale vleugels, dat voor beide eigenschappen homozygoot is, wordt gekruist met een zwart mannetje met vleugelstompjes. Een vrouwtje in de F1 wordt verder gekruist met een zwart mannetje met vleugelstompjes. Welk fenotype verwacht je in de nakomelingschap en in welke verhouding?
Casus 2:
Bij een diersoort is het allel voor langharigheid (A) dominant over het allel voor kortharigheid (a). Het allel voor rechtopstaande oren (B) is dominant over dat voor hangende oren (b). Deze eigenschappen erven gekoppeld over. Een langharig vrouwtje met hangende oren wordt gekruist met een kortharig mannetje met rechtopstaande oren. De dieren zijn homozygoot voor beide eigenschappen. De dieren in de F1 paren onderling verder voor. Welke fenotype komen voor in de F2 en in welke verhouding?
Les 6: presentaties speciale manieren van overerven
Aan het einde van deze les hebben jullie een van de speciale manieren van overerven (x-chromosomaal, letale, multiple allelen of gekoppelde genen) jezelf eigen gemaakt en uitgewerkt in een presentatie voor je leerteam.
Les 7: Formatieve toets genetica
Toets: Formatieve toets genetica
Start
Reebop practicum
