Biotechnologie
In de modules Eiwitten in orde en Van DNA naar eiwit heb je gezien 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 de volgende video. Lees voor het kijken de vragen onder de video door. Ze worden na het kijken klassikaal besproken.
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? Daar zie je hieronder twee mogelijkheden van.
Bespreek na het kijken met een klasgenoot of een beroep in deze richting iets voor jou is.
Hier zie je twee voorbeelden:
Deze module gaat over de mogelijkheden en de grenzen van de biotechnologie.
Je gebruikt daarin de kennis uit de twee vorige modules.
Eindproduct
Je schrijft een betoog over een toepassing van de moderne biotechnologie. Je legt je onderwerp eerst voor aan de docent. Je overlegt met de docent aan welke voorwaarden het betoog moet voldoen. Mogelijk kun je het ook gebruiken voor het vak Nederlands.
Wat ga ik leren?
Aan het eind van deze module
Kun je:
toelichten hoe in de biotechnologie gebruik gemaakt wordt van het metabolisme van micro-organismen.
uitleggen hoe door de mens gewenste genencombinaties verkregen worden door genetische modificatie.
uitleggen waarom sommige groepen mensen liever spreken van genetische manipulatie.
een mening vormen over de toepassingen van de biotechnologie.
Je bekijkt of er sprake is van klassieke of moderne biotechnologie.
Stap 2
In deze stap bekijk je aan de hand van vragen en opdrachten de techniek van genetische modificatie.
Stap 3
Je bekijkt de toepassing van moderne biotechnologie over de ontwikkeling van insuline.
Stap 4
Mensen verschillen niet alleen in uiterlijk, maar ook in de onderlinge verhoudingen van de eiwitten in hun cellen. Daarom is het voor wetenschappers interessant om te kijken of medicatie 'op maat' gemaakt kan worden.
Stap 5
Je bekijkt wat transgene planten zijn en voor welke toepassingen ze worden gebruikt.
Afronding
Onderdeel
Kennisbank
Alle Kennisbankitems uit deze module.
Eindopdracht
Je schrijft een betoog over moderne biotechnologie.
Terugkijken
Terugkijken op de opdracht.
Tijd
Voor deze opdracht heb je 7 SLU nodig.
Aan de slag
Stap 1: Klassiek of modern?
Tak van een vijgenboom
Saffbloem
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.
Maak de volgende oefeningen:
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
Ingrediënten
Op een fles slaolie staat: ‘geproduceerd met genetisch gemodificeerde sojabonen’ en op een blik soep: ‘vervaardigd op basis van moderne biotechnologie’.
Onderzoek:
in welk opzicht zijn deze sojabonen veranderd?
op welke manier is dat gedaan?
met welk doel?
welke bezwaren zijn er?
Vat je gegevens samen in een schematische tekening. Bespreek je tekening met een klasgenoot en pas waar nodig aan.
Bron: www.naturalis.nl
Stap 2: Genetische modificatie
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 .
Genetische modificatie
Vat deze drie processen samen in een schematische tekening.
Zet de namen van de processen erbij.
Bespreek jouw tekening met die van een klasgenoot. Vraag waar nodig jullie docent om advies.
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.
De onderstaande antwoorden moet je zelf nakijken; vergelijk jouw antwoorden met de goede
antwoorden, en geef aan in welke mate jouw antwoorden correct zijn.
Cisgeen
Zoek uit wat cisgeen is en leg uit waarom men daarvoor kiest.
Waarom kiest men voor merkervrij? Bespreek het met een klasgenoot.
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.
Stap 3: Insuline kweken
Insuline inspuiten
In deze stap gaan we wat dieper in op één bepaalde toepassing van moderne biotechnologie.
Herhaal daarvoor eerst enkele delen uit de Kennisbank:
In 1982 is het eerste product dat met behulp van gerecombineerde cellen gemaakt is dit humaan (= menselijk) insuline, op de markt gekomen. Het gen voor menselijk insuline werd ingebouwd in de bacterie E. coli.
Deze bacterie werd later ook gebruikt voor de productie van andere menselijk eiwitten, bijvoorbeeld groeihormoon (1987). Tot die tijd gebruikte men voor mensen met diabetes insuline van varkens of koeien.
Bestudeer uit de Kennisbank het onderdeel:
Mensen verschillen niet alleen in uiterlijk, maar ook in de onderlinge verhoudingen van de eiwitten in hun cellen. Er wordt wel gesteld dat veel medicijnen slechts bij een derde van de patiënten tot het gewenste resultaat leiden.
Variaties in het menselijk genoom zijn ondergebracht in een gegevensbank.
Deze bevat al meer dan drie miljoen variaties.
Grotendeels bestaan deze varianten uit een verschil in één enkele base, de zogenaamde single nucleotide polymorphisms of afgekort SNP’s (spreek uit snips).
Bekijk de informatie over SNP’s.
Een SNP kan in een gen zitten, maar ook buiten een gen. Als er een SNP dicht in de buurt zit van een gen, dan zal het telkens meegaan in de overerving.
We kunnen dus vaststellen dat bij een bepaald fenotype (b.v. ziek of 'reageert niet op geneesmiddel') een bepaalde serie SNPs hoort.
Dat hoeft niet te betekenen dat de SNP de oorzaak is van de ziekte!
Biometrie
Er zijn steeds meer instellingen die mensen willen identificeren aan de hand van unieke lichaamskenmerken. Dat heet biometrie. Wist je dat je zelfs een HBO-opleiding biometrie kunt volgen? Om overeenkomst in DNA vast te stellen, kunnen onderzoekers ook gebruik maken van een DNA chip.
In stap 1 heb je gekeken naar transgene visjes. Experimenten met transgene dieren spreken tot de verbeelding. Transgene planten zijn minder bekend. Er zijn er veel, voor allerlei doeleinden. Organismen die genetisch gemodificeerd zijn worden ggo’s of gmo’s genoemd (genetically modified organisms). In 1994 werd in de VS het eerste genetisch gemodificeerd voedsel op de markt gebracht: een beter houdbare tomaat. Sindsdien is er veel ontwikkeld. Zo is er de Gouden rijst, een rijstsoort die beta-caroteen aanmaakt. Mensen kunnen dat omzetten in pro-vitamine A. Verder kennen we katoen dat giftig is voor insecten, soja die bestand tegen de bestrijdingsmiddelen waarmee het onkruid op de akkers wordt bestreden en een aardappelras waaruit het zetmeel voor de zetmeelindustrie makkelijker geïsoleerd kan worden.
In deze stap verdiep je je in de argumenten voor en tegen het gebruik van gmo’s.
Transgenen en cisgene planten
Verzamel zoveel mogelijk argumenten voor en tegen het gebruik van transgene en cisgene planten.
Je kunt daarbij de volgende bronnen gebruiken. Verdeel de bronnen over de leden van de groep.
Maak een overzicht waarin de standpunten en argumenten zichtbaar worden.
Gebruik de overzichten van de verschillende groepen bij het schrijven van je betoog in de eindopdracht.
Schrijf een betoog over het gebruik van de moderne biotechnologie.
Kies daarvoor één bepaald onderwerp daaruit en leg dat ter goedkeuring voor aan je docent.
Gebruik je aantekeningen die je tijdens deze module hebt gemaakt.
Gebruik bij het schrijven van het betoog de richtlijnen die je bij het vak Nederlands hebt geleerd of kijk hier.
Beoordeling
Je docent let bij de beoordeling van je betoog op de volgende punten:
Je hebt je betoog op een heldere manier geformuleerd in correct Nederlands.
Je hebt je mening over moderne biotechnologie op een duidelijke en overzichtelijk manier verwerkt in je betoog.
Je hebt een duidelijke conclusie getrokken. Deze heb je duidelijk en bondig geformuleerd.
Je eigen mening wordt duidelijk uit de conclusie.
Terugkijken
Kan ik wat ik moet kunnen?
Lees de leerdoelen van deze module nog eens door.
Kun je wat je moet kunnen?
Hoe ging het?
Tijd
Ben je ongeveer 7 SLU met deze module bezig geweest.
Heb je in die tijd alle stappen helemaal kunnen doorlopen?
Inhoud
Moderne biotechnologie met onder andere de genetische manipulatie van voedsel is iets wat mensen al heel wat jaren bezighoudt, maar waar je niet elke dag bij stil staat. Was jij je bewust van de genetische manipulatie van sommig voedsel en planten.
Heeft deze module jouw kijk op dit onderwerp veranderd?
Eindopdracht
Als eindopdracht van deze opdracht moest je een betoog schrijven. Is het gelukt om jouw mening over dit onderwerp op een duidelijke, heldere, maar ook biologisch onderbouwde manier te formuleren? Wat zijn je leerpunten voor een volgend betoog?
Het arrangement Module: DNA technologie - v456 is gemaakt met
Wikiwijs van
Kennisnet. Wikiwijs is hét onderwijsplatform waar je leermiddelen zoekt,
maakt en deelt.
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
Deze les valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollectie voor biologie voor vwo leerjaar 4/5/6. Dit is thema ’Enzymen en eiwitsynthese'. Het onderwerp van deze les is: DNA technologie.
Aan het eind van deze module
Kun je:
toelichten hoe in de biotechnologie gebruik gemaakt wordt van het metabolisme van micro-organismen.
uitleggen hoe door de mens gewenste genencombinaties verkregen worden door genetische modificatie.
uitleggen waarom sommige groepen mensen liever spreken van genetische manipulatie.
een mening vormen over de toepassingen van de biotechnologie.
je mening verwerken in een betoog.
Leerniveau
VWO 6;
VWO 4;
VWO 5;
Leerinhoud en doelen
Eiwitsynthese;
Biologische eenheid;
Biologie;
Instandhouding;
Transcriptie en translatie;
DNA;
DNA als universele drager van genetische informatie;
Deze les valt onder de arrangeerbare leerlijn van de Stercollectie voor biologie voor vwo leerjaar 4/5/6. Dit is thema ’Enzymen en eiwitsynthese'. Het onderwerp van deze les is: DNA technologie.
Aan het eind van deze module
Kun je:
toelichten hoe in de biotechnologie gebruik gemaakt wordt van het metabolisme van micro-organismen.
uitleggen hoe door de mens gewenste genencombinaties verkregen worden door genetische modificatie.
uitleggen waarom sommige groepen mensen liever spreken van genetische manipulatie.
een mening vormen over de toepassingen van de biotechnologie.
je mening verwerken in een betoog.
Biotechnologie
Hoe krijg je een gen van de ene soort in de andere?
Genetische modificatie
Lees de tekst '
Werk in viertallen.
