Hoe kan DNA-onderzoek bijdragen aan het in stand houden van soorten?
Dierentuin vol liefde
Hoe kan DNA-onderzoek bijdragen aan het in stand houden van soorten?
Lesduur is: 50 minIntroductie
Instructies
Onderdelen in deze les
Dierentuin vol liefde
Hoe kan DNA-onderzoek bijdragen aan het in stand houden van soorten?
Deze slide heeft geen instructies
Informatie voor de docent
Vooraf
Deze les is geschikt voor klas 2 of 3 (MAVO/HAVO/VWO). De les gaat over erfelijkheidsleer, en hoe dat gebruikt kan worden om in dierentuinen inteelt te voorkomen. Kennis van genetica wordt weer opgefrist. Wat is inteelt eigenlijk, en waarom is dat een probleem?
Iconen
Zet het vinkje 'toon bij leerling' aan
Toon notities bij elke dia
Navigeren door de les
Vergroot een afbeelding
Klik hier
Hotspot met meer informatie
laptop voor elke leerling
Benodigdheden
Deze slide heeft geen instructies
Leerdoelen
Na deze les...
...weet je weer wat dominant, recessief, homozygoot, heterozygoot, gen en allel betekenen.
...weet je weer hoe een stamboom werkt, en hoe je genotypen noteert.
...heb je geoefend met het aflezen van een grafiek.
...kun je uitleggen wat de problemen / risico's zijn van inteelt.
...kun je beargumenteren wat het nut is van matchmaking in dierentuinen.
...kun je uitleggen wat het begrip 'biodiversiteit' betekent en wat dit met inteelt te maken heeft.
Deze slide heeft geen instructies
Deze slide heeft geen instructies
Je hebt al veel geleerd over erfelijkheid (genetica).
Maar wat kun je nou eigenlijk met deze kennis?
In dierentuinen gebruiken ze deze kennis om bedreigde diersoorten, zoals olifanten, aan elkaar te koppelen. Op basis van erfelijke eigenschappen in het DNA van afzonderlijke olifanten, bepalen wetenschappers welke olifant het het beste met welke andere olifant kan 'doen'.
Niet zo romantisch, wél effectief.
In deze les leer je hoe dat in z'n werk gaat.
Erfelijkheid: wat kun je daarmee?
Deze slide heeft geen instructies
Even opfrissen
Rangschik (sleep) de celonderdelen van klein naar groot.
1= klein
...
...
...
5 = groot
1
2
3
4
5
gen
chromosoom
genoom
DNA-molecuul
celkern
Toelichting
Deze vraag is bedoeld om kennis over DNA, chromosomen en genen op te halen.
Toelichting
Deze afbeelding laat nog even zien hoe de begrippen uit de vorige vraag verband met elkaar houden.
Vraag
Hoe noem je een erfelijke eigenschap die een andere erfelijke eigenschap overheerst?
recessief
dominant
heterozygoot
mutatie
Deze slide heeft geen instructies
Vraag
Als een individu voor een bepaalde eigenschap twee dezelfde allelen bezit, noem je dat ....
intermediair
identiek
heterozygoot
homozygoot
Deze slide heeft geen instructies
Vraag
Een olifant met als genotype AA wordt gekruist met een olifant met als genotype aa. Wat is het genotype van het jong?
Aa
AA
aa
50% kans op AA, 50% kans op aa
Deze slide heeft geen instructies
Vraag
Overleg met je buur:
Wat is inteelt eigenlijk?
En waarom is dat een probleem?
Eén van jullie typt hier jullie antwoord:
Toelichting
Inteelt is een wetenschappelijk begrip van het kruisen binnen een soort, ondersoort of ras van nauw aan elkaar verwante individuen. De verwantschap tussen beide ouders is hierbij groter dan gemiddeld in de totale populatie. Inteelt leidt tot homozygositie, hetgeen de kans vergroot dat het nageslacht nadelige effecten ondervindt van recessieve allelen. Inteelt leidt over het algemeen tot een verminderde genetische variatie van populaties. (Bron: wikipedia)
Deze slide heeft geen instructies
Vraag
Waardoor treedt er in dierentuinen vaak inteelt op?
Typ hier je antwoord:
Antwoord:
In een dierentuin woont een beperkt aantal dieren. Als die onderling kruisen, is dat in eerste instantie geen probleem. Maar als vervolgens de jongen opnieuw kruisen met de ouderdieren, dan ontstaat al snel inteelt. Er is te weinig genetische diversiteit binnen zo'n kleine 'populatie'.
Inteelt
In deze stamboom zie je wat het gevolg kan zijn van inteelt.
Van de vier ouders is niet bekend dat ze een bepaalde afwijking hebben, maar moeder 1 (geel-groene pijl) is een zus van vader 2 (oranje pijl).
Beide stellen krijgen één kind. Beide kinderen zijn heterozygoot voor de afwijking, die ze allebei via moeder/vader van opa of oma geërfd hebben. Maar ze weten van niks en hebben nergens last van.
Deze kinderen, die dus neef en nicht zijn, krijgen samen een kind. Dit kind krijgt (in dit geval) van beide ouders het recessieve allel en erft daarmee de afwijking.
Deze slide heeft geen instructies
Vraag
Als het recessieve allel weergegeven wordt met de letter a, hoe zien de genotypen van moeder 1 (geel-groene pijl) en vader 2 (oranje pijl) er dan uit?
moeder 1: AA of aa vader 2: aa
moeder 1: AA vader 2: aa
moeder 1: Aa of aa vader 2: Aa of aa
moeder 1: Aa vader 2: Aa
Toelichting
De ouders van 1 en 2 (broer en zus) zijn, net als 1 en 2, niet ziek, maar dragen (volgens de tekst) wél het recessieve allel bij zich. Zus 1 en broer 2 hebben dus allebei dit allel van hun ouders geërfd, maar zijn niet ziek. Ze zijn dus allebei drager, en dus heterozygoot: antwoord D.
Inteelt is dus het gevolg van relaties tussen verwante individuen.
Verborgen erfelijke, recessieve, eigenschappen hebben dan een grotere kans om tot uiting te komen.
Meestal zijn deze recessieve eigenschappen niet gunstig.
Een bekend voorbeeld bij mensen is taaislijmziekte (CF). Het allel komt niet veel voor, dus de kans dat je als ouders dit allel allebei hebt, is klein. Ben je familie van elkaar, dan is die kans veel groter.
Inteelt
Deze slide heeft geen instructies
Deze slide heeft geen instructies
Er moet bloed worden
afgenomen voor DNA-analyse
De olifant heeft een grotere
kans op een gezond jong
De reis van de ene naar de andere dierentuin
Achterlaten van familieleden
Minder kans op uitsterven van de soort
Toelichting
Hier kan natuurlijk discussie over ontstaan. Heeft de olifant echt geen last van die bloedafname? In het filmpje werd gezegd dat dit bloed toch al verzameld werd, dus dit onderzoek levert geen extra belasting voor de olifant.
Het behoud van de soort is voor een individuele olifant niet van belang. Interessant gegeven.
Maar eigenlijk heeft al dit gedoe weinig voordelen voor de olifant zelf. Waarom doen we het dan? Daar gaat de volgende dia over.
Biodiversiteit
'Biodiversiteit is een graad van verscheidenheid aan levensvormen binnen een gegeven ecosysteem, gebied of de aarde. Biodiversiteit omvat de verscheidenheid aan verschillende ecosystemen, de verscheidenheid aan verschillende soorten binnen een ecosysteem en de genetische variatie binnen een soort.'
Jansen (2008)
Toelichting
Voor de individuele olifant heeft dit gezeul over de hele wereld, van de ene dierentuin naar de andere, niet zoveel voordelen. Voor de soort, en voor ons, wél. Dat heeft te maken met het begrip 'biodiversiteit'.
[Lees definitie van biodiversiteit voor]
De mens is er in geslaagd om het aantal soorten op aarde behoorlijk te laten afnemen, de biodiversiteit daalt dus. Wetenschappers proberen met dit soort fokprogramma's het tij te keren en soorten voor uitsterven te behoeden.
Afname biodiversiteit
Bekijk de grafiek.
Met hoeveel procent is het aantal gewervelde soorten op aarde afgenomen tussen 1990 en 2000 volgens deze grafiek?
Geef je antwoord in de volgende dia!
Klik op de afbeelding om te vergroten
Toelichting
Vraag leerlingen bijvoorbeeld wat ze zien in deze grafiek, of wat de verschillende kleuren lijnen betekenen. Wat zijn eigenlijk 'gewervelde soorten'? En wat zijn 'mariene soorten'? Hoe kan het dat alle lijnen in 1970 bij 100 beginnen? Op deze manier leer je leerlingen om een grafiek te lezen.
Vraag
Met hoeveel procent is het aantal gewervelde soorten op aarde afgenomen tussen 1990 en 2000 volgens deze grafiek?
afname van ongeveer 60%
afname van ongeveer 45%
afname van ongeveer 30%
afname van ongeveer 15%
Toelichting
De afname tussen 1990 en 2000 (dus maar 10 jaar!) is volgens deze grafiek ongeveer 30%. Wat is het gevolg als deze trend doorzet (en dat doet-ie)? Waarom zou dat een probleem zijn? Voor ons? Of voor wie?
Stelling: Het is erg als de olifant uitsterft
EENS
ONEENS
Ga links staan
Ga rechts staan
Toelichting
Nodig de leerlingen uit om na te denken over het uitsterven van een toch wel iconische soort: de olifant. (Negeer even het feit dat er meerdere soorten olifanten bestaan, benoem dit eventueel wel).
Laat leerlingen fysiek lopen naar links of naar rechts in het lokaal. Laat ze vervolgens argumenten uitwisselen passend bij hun keuze. Als leerlingen overtuigd raken door argumenten van 'de overkant' mogen ze uiteraard van kant / van mening wisselen.
Alternatief
Als deze werkvorm te uitdagend is voor de klas, kun je ook de volgende dia gebruiken. Hierbij geven de leerlingen via een 'poll' hun mening.
Poll
Hoe erg zou je het vinden als de olifant uitsterft?
0 = niet erg, 100 = heel erg
Alternatief:
Leerlingen moeten nu nadenken in hoeverre ze 'last hebben' van het uitsterven van een toch wel iconisch dier.
DNA is het erfelijk materiaal. Alle organismen hebben het in hun cellen. Bij mensen (en olifanten) ligt het grootste deel in de celkern, maar een deel ligt in de mitochondriën (dat zijn de energiecentrales van elke cel).
Elke cel, van elk organisme, heeft energie nodig. Dus alle organismen moeten genen (stukken DNA) bezitten die het vrijmaken van energie regelen. Dat blijkt ook zo te zijn. Die genen liggen in de mitochondriën, en worden CO1-genen genoemd. Omdat alle organismen zo'n CO1-gen hebben wordt juist dit gen gebruikt voor DNA-verwantschapsonderzoek. Want door mutaties verschilt dit gen tussen individuen (een heel klein beetje) en tussen soorten (meer).
Bijvoorbeeld, tussen mensen onderling is het verschil in de DNA-code van het CO1-gen niet meer dan circa 2 procent. Maar het verschilt 9 tot 10 procent met de CO1-code van andere mensapen: Chimpansee en Bonobo. Die onderling weer 4 procent verschillen.
Bron: Nature Today (2024)
Hoe werkt dat DNA-onderzoek?
Toelichting
Deze dia is bedoeld voor leerlingen (en docenten) die meer willen weten. Kan uiteraard overgeslagen worden.
Deze slide heeft geen instructies
In deze les heb je het volgende geleerd:
- Je weet weer wat dominant, recessief, homozygoot, heterozygoot, gen en allel betekenen.
- Je weet weer hoe een stamboom werkt, en hoe je genotypen noteert.
- Je hebt geoefend met het aflezen van een grafiek.
- Je kunt uitleggen wat de problemen / risico's zijn van inteelt.
- Je kunt beargumenteren wat het nut is van matchmaking in dierentuinen.
- Je kunt uitleggen wat het begrip 'biodiversiteit' betekent en wat dit met inteelt te maken heeft.
Gefeliciteerd!
Deze slide heeft geen instructies
Geïnspireerd?
Wellicht vond je dit een interessante les. Klik dan eens op onderstaande vervolgopleidingen:
Toelichting
Deze dia is bedoeld om leerlingen te helpen zich te oriënteren op vervolgopleidingen, hoewel dat vaak nog een ver-van-mijn-bed-show is. Onbekend maakt onbemind en op deze manier maken ze kennis met wellicht onbekende studierichtingen.
De makers van deze les willen graag weten wat je van de les vond. Ga daarvoor naar de (korte) vragenlijst. Heel veel dank!
Feedback gevraagd
Link naar vragenlijst voor leerlingen:
ut.onl/leerling4tu
De makers van deze les willen graag weten wat je van de les vond. Ga daarvoor naar de (korte) vragenlijst. Heel veel dank!
Feedback gevraagd
Vragenlijst voor docenten
Link naar vragenlijst voor docenten:
ut.onl/docent4tu
Deze slide heeft geen instructies
Meer weten?
Wellicht vond je dit een interessante les. Lees dan eens dit:
dr. M (Mirte) Bosse (Researcher (WUR)) doet onderzoek naar matchmaking in dierentuinen. (https://www.wur.nl/nl/nieuws/onderzoeker-mirte-bosse-in-gesprek-met-de-koning-over-belang-onderzoek-fokprogrammas.htm)
Of lees eens: https://www.burgerszoo.nl/nieuws/2017/11/engelse-roggenvrouw-blijkt-niet-de-gewenste-match
Toelichting
Extra inspiratie voor geïnteresseerde leerlingen.
Bosse, M. (2023, 25 september). Matchmaking for zoo animals. WUR. https://www.wur.nl/nl/en/waardecreatie-samenwerking/animal-breeding-and-genomics/show-abgc/matchmaking-for-zoo-animals.htm
Greenfacts. (2006). Feiten over Biodiversiteit Samenvatting van het Millennium Ecosystem Assessment Biodiversiteitrapport. In greenfacts.org. https://www.greenfacts.org/nl/biodiversiteit/biodiversiteit-foldout.pdf
Jansen, P., & Benthem, M. v. (2008). Bosbeheer en Biodiversiteit. Utrecht: stichting Matrijs
Longfonds. (z.d.). Cystic fibrosis. longfonds.nl. Geraadpleegd op 12 juni 2024, van https://www.longfonds.nl/longziekten/cystic-fibrosis
Bronnen
Deze slide heeft geen instructies
Nature Today. (2024, 10 maart). DNA-onderzoek van Naturalis ontdekt meerdere nieuwe soorten in Nederland. naturetoday.com. https://www.naturetoday.com/intl/nl/nature-reports/message/?msg=32016
Olby, R. (2024, 7 juni). Gregor Mendel | Biography, Experiments, & Facts. Encyclopedia Britannica. https://www.britannica.com/biography/Gregor-Mendel/Theoretical-interpretation
Universiteit van Nederland. (2023, 20 augustus). Zo voorkomt DNA dat de olifant uitsterft [Video]. YouTube. https://www.youtube.com/watch?v=lLBQEdrE9us
Bronnen
Deze slide heeft geen instructies