Mutatie, recombinatie en genetische variatie (Biologie vwo), les 2: Examentraining

• New lesson editor
• Biologie
• Middelbare school
• vwo
• Leerjaar 4-6

Introduction

Examentraining met vier vraagtypen en acht vragen: mutaties doorrekenen, gegevens uit een tabel halen, rekenen met meiose en crossing-over en variatie en modificatie beoordelen.

SELECTIE · MUTATIE, VARIATIE

Examentraining

Mutatie, recombinatie en genetische variatie: zo pak je examenvragen aan

Les 2 van 3. Laat leerlingen in tweetallen overleggen bij de open vragen. Image credit: Diego Delso / Wikimedia Commons, CC BY-SA 4.0

SELECTIE · MUTATIE, VARIATIE

Wat ga je kunnen?

Ik kan mutaties herkennen en doorrekenen, gegevens over DNA en mutaties verwerken, rekenen met meiose en crossing-over en genetische modificatie beoordelen.

SELECTIE · MUTATIE, VARIATIE

Zo pak je een examenvraag aan

• 1. Lees: wat is gegeven: een basenvolgorde, een tabel, een schema of een beschrijving?

• 2. Benoem: welk begrip hoort erbij: type mutatie, oorzaak, meiose, crossing-over of modificatie?

• 3. Reken of vergelijk: schrijf codons op, tel verschillen of bereken aantallen en percentages.

• 4. Controleer: past je antwoord bij de gegevens en bij de begrippen uit de uitleg?

SELECTIE · MUTATIE, VARIATIE

Vraagtype 1: mutaties doorrekenen

• Vergelijk de codons voor en na de mutatie één voor één.

• Eén base vervangen verandert hooguit één aminozuur.

• Een base erbij of eraf verschuift het leesraam: alle aminozuren erachter veranderen.

• Een veranderd aminozuur kan het eiwit en dus het fenotype veranderen.

Voorbeeld uit de praktijk: bij sikkelcelziekte is in het gen voor een onderdeel van hemoglobine één base vervangen, waardoor glutaminezuur (Glu) is vervangen door valine (Val).

Welk gevolg heeft deze mutatie voor het eiwit?

A

Alle aminozuren erachter veranderen

B

Het eiwit stopt door een stopcodon

C

Het eiwit blijft precies gelijk

D

Eén aminozuur verandert: Glu wordt Val

In het tweede codon is GAG veranderd in GUG: één base vervangen, dus Glu wordt Val en de rest blijft gelijk. Verwachte fout: denken dat alle aminozuren erachter veranderen, wat alleen bij een leesraamverschuiving gebeurt. Image credit: Eigen schema, LessonUp

Welk gevolg heeft de insertie van een base voor het eiwit?

A

Alleen het aminozuur bij de insertie verandert

B

Er komt precies één aminozuur bij

C

Het eiwit blijft hetzelfde

D

Alle aminozuren vanaf de insertie veranderen

Er komt één base bij: het leesraam verschuift en elk codon erachter wordt anders gelezen, Ala-Lys-Phe-Gly-stop wordt Arg-Gln-Val-Arg-Ile. Verwachte fout: één aminozuur extra kiezen, wat bij een insertie van drie basen past. Image credit: Eigen schema, LessonUp

SELECTIE · MUTATIE, VARIATIE

Vraagtype 2: gegevens uit een tabel halen

• Lees eerst wat is gemeten: kolomkoppen, eenheden en welke groep welke behandeling kreeg.

• Vergelijk twee rijen of kolommen en trek alleen conclusies die in de tabel staan.

• Bij mutaties: kijk of meer blootstelling meer mutaties geeft en wat een groep zonder herstel doet.

• Bij DNA-analyse: tel de verschillen, minder verschillen betekent nauwere verwantschap.

Wat laat de tabel zien over het DNA-repairsysteem?

A

Het veroorzaakt zelf mutaties door UV

B

Het herstelt een deel van de schade door UV

C

UV geeft alleen zonder repairsysteem mutaties

D

Het werkt alleen als er geen UV-straling is

Zonder repairsysteem zijn er veel meer mutante cellen na UV dan met repairsysteem, dus het systeem herstelt een deel van de schade. Normale cellen hebben na UV ook meer mutaties, dus de derde optie klopt niet. Verwachte fout: concluderen dat UV alleen zonder repairsysteem mutaties geeft. Image credit: Eigen schema, LessonUp

Welke twee soorten hebben volgens de tabel de recentste gemeenschappelijke voorouder?

A

Koolmees en staartmees

B

Pimpelmees en staartmees

C

Pimpelmees en koolmees

D

Staartmees en roodborst

Pimpelmees en koolmees hebben de minste verschillen (6 van 300 basen), dus de recentste gemeenschappelijke voorouder. Verwachte fout: een paar kiezen met een groot aantal verschillen. Image credit: Eigen schema, LessonUp

SELECTIE · MUTATIE, VARIATIE

Vraagtype 3: rekenen met meiose

• Zonder crossing-over geeft een cel met n paar homologe chromosomen 2 tot de macht n verschillende gameten.

• Per paar gaat één van de twee chromosomen naar een gameet: de kans op een bepaald chromosoom is per paar 1/2.

• Een gameet met een nieuw haplotype is recombinant: er heeft crossing-over plaatsgevonden.

• Bereken het percentage recombinante gameten: aantal recombinant gedeeld door totaal, maal 100.

Een cel met 4 paar homologe chromosomen: hoeveel soorten gameten (zonder crossing-over)?

A

16

B

8

C

4

D

256

Per paar zijn er twee keuzes: 2 x 2 x 2 x 2 = 16. Verwachte fout: 8 kiezen (het aantal chromosomen), 4 (het aantal paren) of 256 (2 tot de macht 8).

Hoeveel procent van deze gameten heeft een nieuw haplotype door crossing-over?

A

6%

B

12%

C

60%

D

88%

Recombinant zijn Ab en aB: 30 + 30 = 60 van 500 gameten, dus 12%. Verwachte fout: 6% kiezen (maar een recombinant haplotype), 60 als percentage of 88% (de ouderlijke haplotypen). Image credit: Eigen schema, LessonUp

SELECTIE · MUTATIE, VARIATIE

Vraagtype 4: variatie en modificatie

• Redeneer met variatie: welke allelen komen voor en wat verandert er als het milieu verandert?

• Een biologisch argument gaat over gevolgen voor organismen en het milieu.

• Een ethisch argument gaat over wat wel of niet mag, bijvoorbeeld in de omgang met de natuur.

• Noem bij beargumenteren altijd het argument en de reden waarom dat argument telt.

Waarom overleeft bij een ziekte vaker een deel van genetisch gevarieerde planten?

A

Planten muteren sneller zodra er een ziekte komt

B

Elke plant krijgt door de ziekte een nuttige mutatie

C

Planten met variatie hebben meer genen per cel

D

Sommige planten hebben allelen die weerstand geven

In een gevarieerde populatie hebben sommige planten allelen die weerstand geven: die planten overleven en de populatie blijft bestaan. Een ziekte maakt niet gericht nuttige mutaties. Verwachte fout: denken dat mutaties door de ziekte worden uitgelokt.

Bt-maïs maakt een insectengif met een bacteriegen. Welk argument is biologisch?

A

Rupsen kunnen resistent worden tegen het gif

B

Genen van bacteriën horen niet in planten te zitten

C

Mensen mogen de natuur niet naar eigen hand zetten

D

Zaadbedrijven krijgen te veel macht over boeren

Dat rupsen resistent kunnen worden gaat over gevolgen voor organismen: een biologisch argument. De andere opties gaan over wat wel of niet mag of over macht: ethische en maatschappelijke argumenten. Verwachte fout: een ethisch bezwaar aanzien voor een biologisch argument.

Welk vraagtype vind jij het lastigst?

1

Mutaties doorrekenen

2

Gegevens uit een tabel halen

3

Rekenen met meiose en crossing-over

4

Variatie en modificatie beoordelen

Bespreek het vraagtype met de meeste stemmen na met een voorbeeld.

SELECTIE · MUTATIE, VARIATIE

Tips voor op het examen

• Schrijf bij een mutatie de codons voor en na op en vergelijk ze één voor één.

• Een leesraamverschuiving ontstaat bij een deletie of insertie die geen drievoud van drie basen is.

• Met n paar homologe chromosomen zijn er zonder crossing-over 2 tot de macht n gameten mogelijk.

• Onderscheid bij beoordelen een biologisch argument (gevolgen voor organismen) van een ethisch argument (wat mag).