Mutatie en evolutie (Biologie vmbo), les 1: Uitleg

• New lesson editor
• Biologie
• Middelbare school
• vmbo g, t
• Leerjaar 3,4

Introduction

Uitleg over mutatie en evolutie: wat een mutatie is, wat de kans erop vergroot, natuurlijke en kunstmatige selectie, rassen en soorten en de stamboom. Zes controlevragen en een woordweb. Alleen voor GL/TL; bij KB komt dit onderwerp op het SE.

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Mutatie en evolutie

Examenstof biologie vmbo

Les 1 van 3: uitleg. Les 2 is de examentraining, les 3 de terugblik met quiz. Syllabus: BI/K/13.2, BI/K/13.5, BI/K/13.6. Image credit: John Gould / Wikimedia Commons, publiek domein

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Wat ga je kunnen?

Ik kan uitleggen hoe mutatie en selectie samen nieuwe rassen en soorten laten ontstaan.

Welke woorden horen bij mutatie en evolutie?

Verwacht: erfelijk, verandering, soort, dieren, Darwin, kweken. Koppel aan de les: mutatie, selectie, ras, soort, stamboom. Dit onderwerp is alleen voor GL/TL; bij KB komt het op het SE. Veelgemaakte misvatting: dieren passen zich aan omdat ze iets nodig hebben.

Een mutatie: één stukje erfelijk materiaal verandert

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Wat is een mutatie?

• Erfelijk materiaal bepaalt je erfelijke eigenschappen, zoals haarkleur.

• Een mutatie is een verandering in het erfelijk materiaal.

• Een mutatie ontstaat per toeval, bijvoorbeeld bij het kopiëren van erfelijk materiaal.

• Een mutatie in een geslachtscel gaat naar de nakomelingen. Een mutatie in een huidcel niet.

Syllabus BI/K/13 (specificatie 2 en 5). Alleen GL/TL, bij KB op het SE. Chromosomen, genen en kruisingen staan in het onderwerp Erfelijkheid en kruisingen. Veelgemaakte fout: denken dat een mutatie altijd een ziekte is, of dat een mutatie ontstaat omdat het organisme hem nodig heeft. Image credit: Eigen tekening

Een albino-wallaby: door een mutatie ontbreekt het pigment

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Gevolgen van een mutatie

• Veel mutaties geven geen merkbaar verschil. Sommige zijn nadelig, een enkele is gunstig.

• Voorbeeld: een albino dier maakt door een mutatie geen pigment, een kleurstof.

• Het dier is wit en valt in de natuur snel op.

• Gunstig of nadelig hangt af van het milieu: een lichte vacht helpt in de sneeuw, niet in een donker bos.

Syllabus BI/K/13 (specificatie 2). Albinisme komt door een mutatie waardoor de kleurstof melanine niet wordt gemaakt. Veelgemaakte fout: denken dat een mutatie een bewuste aanpassing is. Image credit: JJ Harrison / Wikimedia Commons, CC BY-SA 2.5

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Wat vergroot de kans op mutaties?

• Mutagene stoffen vergroten de kans op mutaties, bijvoorbeeld stoffen in tabaksrook.

• Straling vergroot de kans op mutaties ook: uv-straling van de zon, röntgenstraling en radioactieve straling.

• Mutaties ontstaan ook zonder stof of straling. Zulke oorzaken maken ze alleen vaker.

• Uv-straling kan mutaties in huidcellen veroorzaken. Zo kan huidkanker ontstaan.

Syllabus BI/K/13 (specificatie 5): stoffen en straling kunnen de frequentie van mutaties vergroten. Koppel aan de les Zintuigen en huid: pigment beschermt tegen uv-straling. Veelgemaakte fout: denken dat elke blootstelling een mutatie geeft. De kans wordt groter.

Wat is een mutatie?

A

Een eigenschap die je van je ouders krijgt

B

Een nieuwe soort die ontstaat

C

Een verandering in het erfelijk materiaal

D

Een ziekte door straling

Een mutatie is een verandering in het erfelijk materiaal. Verwachte fout: een erfelijke eigenschap kiezen. Die bestaat al, een mutatie is juist de verandering.

Vul in

Tabaksrook bevat mutagene stoffen. Ook straling, zoals röntgenstraling, maakt een mutatie waarschijnlijker.

mutagene stoffen

straling

mutatie

pigment

ras

Mutagene stoffen en straling vergroten de kans op mutaties. Verwachte fout: pigment invullen, dat is een kleurstof.

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Variatie: het begin van selectie

• Individuen van één soort verschillen van elkaar: er is variatie, bijvoorbeeld in kleur of grootte.

• Een deel van die verschillen is erfelijk: ze worden doorgegeven aan de nakomelingen.

• Nieuwe erfelijke eigenschappen ontstaan door mutaties.

• Wat je tijdens je leven leert of oefent, is niet erfelijk. Geoefende spieren geef je niet door.

• Zonder erfelijke variatie kan er geen natuurlijke selectie zijn.

Syllabus BI/K/13 (specificatie 6). Veelgemaakte fout: denken dat een eigenschap die je tijdens je leven krijgt, erfelijk is. Alleen mutaties in geslachtscellen leveren nieuwe erfelijke eigenschappen.

Natuurlijke selectie bij lichte en donkere vlinders op een donkere ondergrond

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Natuurlijke selectie

• Dieren maken meer jongen dan er kunnen overleven: voedsel, ruimte en veiligheid zijn beperkt.

• Individuen die beter bij het milieu passen, overleven vaker. Het milieu selecteert.

• De best aangepaste individuen planten zich vaker voort en krijgen meer nakomelingen.

• Elke generatie heeft zo vaker de gunstige eigenschap: dit is natuurlijke selectie.

Syllabus BI/K/13 (specificatie 6). In het schema zijn de lichte vlinders op een donkere ondergrond opvallend. Veelgemaakte fout: denken dat individuen zich aanpassen. Het gaat om verschillen die er al zijn en die vaker worden doorgegeven. Image credit: Eigen tekening

Een donkere en een lichte berkenspanner op een berkenstam

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Voorbeeld: de berkenspanner

• De berkenspanner is een vlinder. Vroeger waren de meeste vlinders licht, net als de boomstammen.

• Een donkere vlinder ontstond door een mutatie. Op een lichte stam valt zo'n vlinder op.

• Door roet van fabrieken werden stammen donker. Nu vielen de lichte vlinders op en aten vogels ze vaker.

• Donkere vlinders overleefden vaker en kregen meer jongen. Na veel generaties waren de meeste vlinders donker.

Syllabus BI/K/13 (specificatie 6): mutatie en natuurlijke selectie samen. In Engeland nam in de negentiende eeuw het aandeel donkere berkenspanners in industriegebieden sterk toe. Op de foto valt de donkere vlinder op de lichte schors op. Veelgemaakte fout: denken dat de vlinders donker werden omdat de stam donker werd. Image credit: Martinowksy / Wikimedia Commons, CC BY-SA 3.0

Zet op volgorde: natuurlijke selectie

1

De volgende generatie heeft de eigenschap vaker

2

Zij planten zich vaker voort

3

Een mutatie geeft een gunstige eigenschap

4

Individuen met die eigenschap overleven vaker

Mutatie, overleven, voortplanten, volgende generatie. Verwachte fout: voortplanten vóór overleven zetten.

Bomen zijn door roet donker. Welke berkenspanners vinden vogels het eerst?

A

De donkere, want ze vallen op een donkere stam op

B

Allebei even vaak, want vogels kiezen niet

C

De lichte, want ze vallen op een donkere stam op

D

De donkere, want ze zijn zeldzaam

Op een donkere stam vallen lichte vlinders op. Verwachte fout: denken dat een donkere vlinder op een donkere stam opvalt.

Duitse doggen en chihuahua's: rassen van één soort, de hond

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Kunstmatige selectie en rassen

• Bij kunstmatige selectie kiest de mens welke dieren of planten zich voortplanten.

• Een kweker kiest dieren met een gewenste eigenschap, zoals veel melk. Zo ontstaat een nieuw ras.

• Een ras is een groep binnen één soort. De chihuahua en de Duitse dog zijn rassen van de hond.

• Alle hondenrassen stammen af van de wolf. Boerenkool en spruitjes stammen af van de wilde kool.

Syllabus BI/K/13 (specificatie 6). Verschil met natuurlijke selectie: het milieu kiest, of de mens kiest. Veelgemaakte fout: denken dat een ras een andere soort is. Rassen van één soort kunnen met elkaar nakomelingen krijgen. Image credit: David Shankbone / Wikimedia Commons, CC BY 2.5

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Evolutie en nieuwe soorten

• Een soort bestaat uit dieren die samen vruchtbare nakomelingen kunnen krijgen.

• Bij evolutie veranderen soorten in de loop van heel veel generaties. Er ontstaan ook nieuwe soorten.

• De evolutietheorie zegt dat nieuwe rassen en soorten zijn ontstaan door mutatie en selectie.

• Soortvorming: twee groepen raken gescheiden, bijvoorbeeld door een zee. In elke groep ontstaan andere mutaties.

• Een ander milieu selecteert andere eigenschappen. Krijgen de groepen daarna geen vruchtbare nakomelingen meer, dan zijn het twee soorten.

Syllabus BI/K/13 (specificatie 6). Voorbeeld ter illustratie: vinken op de Galápagoseilanden, zie de omslag. Veelgemaakte fout: denken dat één dier evolueert. Een groep verandert over veel generaties.

Stamboom van leeuw, tijger, huiskat, wolf en vos

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Stambomen

• Een stamboom laat de verwantschap tussen soorten zien. Verwante soorten stammen af van dezelfde voorouder.

• Elke vertakking is een gemeenschappelijke voorouder van de soorten die daaruit ontstonden.

• Hoe recenter de gemeenschappelijke voorouder, hoe nauwer de verwantschap. Leeuw en tijger zijn het nauwst verwant.

• Onderzoekers maken een stamboom door bouw en erfelijk materiaal te vergelijken.

Syllabus BI/K/13 (specificatie 6: stambomen). Dit is een evolutionaire stamboom van soorten, niet de familiestamboom uit het onderwerp Erfelijkheid en kruisingen. Veelgemaakte fout: denken dat de soort die het hoogst staat het meest ontwikkeld is. De volgorde van de namen zegt niets. Image credit: Eigen tekening

Vul in

Een soort bestaat uit dieren die samen vruchtbare nakomelingen kunnen krijgen.

soort

vruchtbare

ras

stamboom

Een soort: dieren die samen vruchtbare nakomelingen kunnen krijgen. Verwachte fout: ras, dat is een groep binnen één soort.

Een boer laat alleen de koeien met de meeste melk jongen krijgen. Wat is dit?

A

Kunstmatige selectie

B

Natuurlijke selectie

C

Een mutatie

D

Soortvorming

De mens kiest welke dieren zich voortplanten. Verwachte fout: natuurlijke selectie, maar hier kiest een boer.

Wat vond je vandaag het lastigst?

1

Mutatie

2

Natuurlijke selectie

3

Kunstmatige selectie en rassen

4

Stambomen en soorten

Bespreek het onderdeel met de meeste stemmen de volgende les nog eens met een voorbeeld.

Wat vond je het lastigst om te onthouden?

Open reflectie. Laat leerlingen een eigen voorbeeld bedenken van mutatie en selectie.

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Begrippen (1/2)

• mutatie: Verandering in het erfelijk materiaal.

• mutagene stof: Stof die de kans op mutaties groter maakt, zoals tabaksrook.

• straling: Bijvoorbeeld uv- of röntgenstraling: maakt mutaties waarschijnlijker.

• evolutie: Verandering van soorten in de loop van heel veel generaties.

• evolutietheorie: Nieuwe rassen en soorten ontstaan door mutatie en selectie.

EVOLUTIE · MUTATIE, SELECTIE

Begrippen (2/2)

• ras: Groep binnen één soort, ontstaan door kunstmatige selectie.

• soort: Dieren die samen vruchtbare nakomelingen kunnen krijgen.

• natuurlijke selectie: Het milieu bepaalt welke individuen zich voortplanten.

• kunstmatige selectie: De mens kiest welke dieren of planten zich voortplanten.

• stamboom: Schema dat de verwantschap tussen soorten laat zien.