Erfelijkheid en evolutie

• Biologie
• Middelbare school
• havo, vwo
• Leerjaar 2

Erfelijkheid en evolutie: are you ready?

Login bij LessonUp (zie whiteboard voor logincode)

Zorg dat je binnen de eerste vijf minuten van de les ingelogt bent. Te laat: 10 x opdrukken

Erfelijkheid

• Overerven van eigenschappen van ouders aan nakomelingen. 

• Discrete factoren versus vermenging: Gregor Mendel, experimenten erwtenplanten 19e eeuw / Conclusie: erfelijke eigenschappen worden doorgegeven via discrete 'factoren' die van ouders op nakomelingen overgaan, en niet door een 'vermenging' van eigenschappen. Deze discrete factoren noemen we genen. 

Chromosomen

Chromosomen zijn draadvormige structuren die zich bevinden in de celkern van bijna elke lichaamscel van een organisme. Ze zijn cruciaal omdat ze al onze erfelijke informatie bevatten.

Chromosomen bestaan uit de onderdelen:

• - Eiwitten
• - DNA (desoxyribonucleïnezuur)

• 22 homologe chromosomen (chromosomenparen waarbij op beide chromosomen dezelfde erfelijke informatie zit.

• Het 23e chromosomenpaar is bijzonder: geslachtschromosomen. XX = vrouw en XY = man

DNA

• DNA staat voor Desoxyribonucleïnezuur (Engels: Deoxyribonucleic Acid). 
• Een klein stukje DNA noemen we een gen.

• DNA is de 'blauwdruk' die alle instructies bevat voor de ontwikkeling, het functioneren, de groei en de voortplanting van een organisme. Een gen kun je zien als een ingrediënt om een recept te maken. 

• DNA heeft de beroemde structuur van een dubbele helix, vergelijkbaar met een wenteltrap. Het bestaat uit twee lange strengen die om elkaar heen gedraaid zijn.

• Elke streng is opgebouwd uit miljoenen kleine bouwstenen die nucleotiden worden genoemd.

Nucleotiden

Een fosfaatgroep
Een suikergroep (desoxyribose)
Een stikstofbase. Er zijn vier soorten stikstofbasen in DNA:

Adenine (A)

Thymine (T)

Guanine (G)

Cytosine (C)

A paart altijd met T, en G paart altijd met C. Dit wordt basenparing genoemd.

Beide strengn zijn complementair (iets dat goed samen past) aan elkaar.

Bij transcriptie wordt de stikstofbase Thymine vervangen door Uracil. (mRNA) 

Eiwitten: de werkers van evolutie.

Transcriptie en translatie

Transcriptie: kopiëren van stukje DNA. 

Translatie: vertaling naar een eiwit.

Ribosoom: eiwitproductie door koppeling van aminozuren.

De vorm van het eiwit bepaald de functie.

Genotype

Het geheel aan erfelijke informatie (genen).

Een gen is een stukje DNA met de informatie voor één erfelijke eigenschap.

Kenmerken:

• vastgelegd in het DNA
• onveranderlijk: vanaf moment van bevruchting
• niet direct zichtbaar aan de buitenkant

Allelen

Allelen zijn de verschillende varianten of vormen van een gen. 

Locatie: Allelen bevinden zich op dezelfde plek (locus) op homologe chromosomen.

Homologe chromosomen zijn de twee chromosomen in een chromosomenpaar (één van elke ouder) die dezelfde genen bevatten, zij het mogelijk met verschillende allelen.

Chromosomenparen dus ook genenparen dus ook twee allelel op een gen voor dezelfde erfelijke eigenschap.

Fenotype

Alle uiterlijke kenmerken van een organismen.

Voorbeelden:

oogkleur, haarkleur, lengte, of gedrag

Het fenotype wordt bepaald door twee factoren:

• genotype
• invloed uit de (leef)omgeving (milieu)

Waar vindt transcriptie plaats in de cel?

1. Cytoplasma
2. Ribosomen
3. Celkern

Waar vindt eiwitsynthese plaats in de cel?

1. Celkern
2. Cytoplasma
3. Ribosomen

Op welke manier kunnen omgevingsfactoren de expressie van genen beïnvloeden, en daarmee het fenotype veranderen, zonder dat het genotype zelf verandert? Denk aan voorbeelden uit het dagelijks leven of de natuur.

Mutaties

Mutaties zijn plotselinge verandering in het DNA.

Risico dat in het instructieboekje van het leven veranderingen  in de ingrediënten plaatsvinden waardoor recepten veranderen.  

Door een mutatie worden allelen gemuteerd.

De invloeden uit de leefomgeving die voor mutaties kunnen zorgen noemen we: mutagene invloeden.

• asbest
• UV-straling (UV = ultraviolet)
• sigarettenrook
• radioactieve straling

Evolutie

De ontwikkeling van het leven op aarde waarbij soorten zich ontwikkelen, ontstaan en/of verdwijnen.

Variatie in genotype en natuurlijke selectie: de kracht achter evolutie

Natuurlijke selectie

Of een organismen goed of minder goed is aangepast aan de leefomgeving bepaald het genotype.

Een organisme dat goed is aangepast heeft een grotere overlevingskans. Een grotere overlevingskans betekent ook een grotere kans om meer nakomelingen te produceren in vergelijking met de individuen binnen de populatie die minder goed aangepast zijn. Zodoende worden de eigenschappen waardoor ee organisme het beste aangepast is aan de omgeving doorgegeven aan de volgende generatie. 

Niet het individu evolueert maar een populatie.

Alle invloeden die druk uitoefenen op het fenotype, noemen we selectiedruk.

Soortvorming

Zolang leden van twee populaties zich met elkaar voortplanten en vruchtbare nakomelingen produceren behoren ze tot dezelfde soort.

DNA-technieken

DNA-technieken (ook wel biotechnologie, genetische technologie of gentechnologie genoemd) omvatten een breed scala aan methoden en technologieën die worden gebruikt om DNA te bewerken.

CRISPR-CAS

Moluculaire zoekmachine

Moluculaire schaar

DNA-isolatie: De eerste stap bij de meeste DNA-technieken is het isoleren van DNA uit cellen of weefsels. 

Het maken van een eiwit verloopt in een vaste volgorde. Wat is de juiste volgorde?

1. Translatie - transcriptie - eiwitsynthese
2. eiwitsynthese - translatie - transcriptie
3. Transcriptie - translatie - eiwitsynthese

Kennis over genotypen en fenotypen heeft geleid tot veel toepassingen, zoals in de geneeskunde of landbouw. Welke ethische of maatschappelijke vragen roept de toenemende kennis over genotypen en de mogelijkheid om fenotypen te beïnvloeden volgens jou op?

Huiswerk

Opdrachten 1 tot en met 10 van basisstof 4

Lezen basisstof 5 De evolutietheorie

Aanvullende informatie

Voor de geïnteresseerden onder jullie heb ik nog wat leuke interessante filmpjes hier geplaatst om te bekijken.