§3.1 Fenotype en genotype

• newEditor
• Biologie
• Middelbare school
• havo

Introductie

In deze instructie ontdekken leerlingen hoe waarneembare eigenschappen (fenotype) ontstaan uit erfelijke informatie (genotype) en milieu. Ze leren de bouw van chromosomen en DNA, de begrippen gen, allel, genexpressie en genoom, en het verschil tussen modificaties en aangeboren of erfelijke aandoeningen. Instructie van ongeveer 25 minuten met controlevragen.

3.1

H O O F D S T U K 3

G E N E T I C A

Fenotype en genotype

Hoe ontstaan je eigenschappen? Van genotype en milieu tot chromosoom en DNA.

Gemaakt bij Biologie voor jou 4 havo, 8e editie

Open met de foto: wat is hetzelfde, wat verschilt? Zo komen we bij de vraag wat je van je ouders erft en wat niet. ± 1 min. Image credit: Live Kaiah, via Unsplash

3.1

Fenotype en genotype

Dit leer je

Je kunt fenotype en genotype onderscheiden en uitleggen hoe het milieu het fenotype beïnvloedt.

Je kunt de bouw van een chromosoom en van DNA beschrijven (nucleotide, basenparing).

Je kunt gen, allel, genexpressie en genoom uitleggen.

Je kunt modificatie, aangeboren en erfelijke aandoening onderscheiden.

Lees de vier doelen voor. Ze komen terug in de exit aan het eind. ± 1 min.

3.1

Fenotype en genotype

A C T I V E R E N

Wat weet je al over erfelijkheid en DNA?

Laat de leerlingen woorden invullen: DNA, genen, chromosomen, eigenschappen van je ouders. Noteer waar misverstanden zitten, bijvoorbeeld "gen = eigenschap". ± 3 min.

3.1

Fenotype en genotype

T E R U G B L I K

Uit: §1.4 Celorganellen

In welk deel van een dierlijke cel liggen de chromosomen?

A

Mitochondrie

B

Celkern

C

Ribosoom

D

Celmembraan

Goed is B: de chromosomen liggen als draden in de celkern. De andere organellen hebben andere taken. ± 1 min.

3.1

Fenotype en genotype

T E R U G B L I K

Uit: §2.2 Geslachtelijke voortplanting

Wat gebeurt er bij de bevruchting?

A

Een lichaamscel deelt zich in tweeën

B

Een zaadcel en een eicel versmelten

C

Een eicel groeit uit tot een zaadcel

D

Een embryo hecht zich in de baarmoeder

Goed is B. Bij de bevruchting komen het DNA van vader en moeder samen: dat is straks belangrijk voor het genotype. ± 1 min.

3.1

Fenotype en genotype

Fenotype

Een baby lijkt vaak op zijn ouders, maar heeft soms ook eigenschappen die bij de ouders niet te zien zijn.

Alle waarneembare eigenschappen van een individu samen noem je het fenotype: bijvoorbeeld oogkleur, lengte, bloeddruk en bloedgroep.

Ouders en kind: veel eigenschappen lijken op elkaar, andere niet.

Vraag: welke eigenschappen kun je zien, en welke meten (bloeddruk, bloedgroep)? Ook die horen bij het fenotype. Het fenotype is dus meer dan uiterlijk. ± 2 min. Image credit: National Cancer Institute (foto Bill Branson), via Unsplash

3.1

Fenotype en genotype

Van ouders naar kind

Geslachtscellen

In de zaadcel van de vader en in de eicel van de moeder zit DNA met erfelijke informatie.

Bij de bevruchting komt die informatie bij elkaar.

Genotype

Alle erfelijke eigenschappen van een individu samen vormen het genotype.

Het genotype ligt vast vanaf de bevruchting.

Fenotype is wat je ziet of meet, genotype is wat erfelijk vastligt. Je krijgt de helft van je DNA van elk van je ouders. Let op: het fenotype is dus niet "alle erfelijke eigenschappen", dat is het genotype. ± 2 min.

3.1

Fenotype en genotype

Genotype én milieu

Je fenotype ontstaat uit je genotype én het milieu. Licht, lucht, temperatuur, voeding en ziekteverwekkers beïnvloeden het, al in de baarmoeder.

Bruin worden in de zon verandert je fenotype, maar je genotype blijft gelijk.

De zon verandert het fenotype van de huid, niet het genotype.

Laat leerdoelen terugkomen met voorbeelden: kleur van de huid na vakantie, gewicht door voeding. Het milieu verandert nooit het DNA zelf. ± 2 min. Image credit: Anton Chubarov, via Unsplash

3.1

Fenotype en genotype

O N T H O U D

Fenotype = genotype + milieu. Het genotype ligt vast vanaf de bevruchting.

Laat dit in eigen woorden herhalen. ± 1 min.

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 1

Fieke heeft blond haar en verft het rood. Wat is er veranderd?

A

Alleen haar fenotype

B

Alleen haar genotype

C

Haar fenotype én haar genotype

D

Geen van beide

Goed is A. Verven is een milieufactor: het haar ziet er anders uit (fenotype), het DNA verandert niet (genotype). ± 1 min.

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 2

Een clownsvismannetje wordt een vrouwtje als er geen vrouwtje meer is. Verandert zijn genotype?

A

Ja, het geslacht is erfelijk

B

Ja, het genotype past zich aan het milieu aan

C

Nee, het fenotype verandert onder invloed van het milieu

D

Nee, het milieu heeft geen invloed op het geslacht

Goed is C. Het geslacht is hier een deel van het fenotype dat verandert door een milieufactor (er is geen vrouwtje meer). Het genotype blijft gelijk. A en B gaan ervan uit dat het genotype kan veranderen; D is onjuist, want het milieu bepaalt hier juist het geslacht. ± 2 min.

3.1

Fenotype en genotype

Chromosomen

De 46 chromosomen van een man, zichtbaar in een delende cel.

Een chromosoom bestaat uit één lange streng DNA met eiwitmoleculen eromheen. Je ziet ze als draden in de celkern.

Een menselijke lichaamscel heeft 46 chromosomen: 44 autosomen en 2 geslachtschromosomen.

Dit is een foto van de chromosomen van een man tijdens de celdeling: alleen dan zijn ze goed te zien. Autosomen zijn alle chromosomen die geen geslachtschromosoom zijn. ± 2 min. Image credit: Doc. RNDr. Josef Reischig, CSc., CC BY-SA 3.0, via Wikimedia Commons

3.1

Fenotype en genotype

Chromosomenparen

Vrouw (XX)

Een vrouw heeft twee gelijke geslachtschromosomen. Zo ontstaan 23 gelijke chromosomenparen.

Een gelijk paar heet een homoloog chromosomenpaar.

Man (XY)

Een man heeft twee verschillende geslachtschromosomen. Ze zijn niet gelijk, maar vormen wel een paar voor de celdeling.

Voor de celdeling liggen alle chromosomen in paren.

Celdeling: Het proces waarbij een cel zich in tweeën splitst, nodig voor groei en herstel.

Eén chromosoom van elk paar komt van de vader, het andere van de moeder. Het X- en Y-chromosoom zijn niet gelijk, maar liggen voor de celdeling toch bij elkaar. ± 2 min.

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 3

Hoeveel paar chromosomen heeft een menselijke lichaamscel?

A

22

B

23

C

44

D

46

Goed is B: 46 chromosomen is 23 paar (22 paar autosomen en 1 paar geslachtschromosomen). 46 is het aantal chromosomen, 22 telt de geslachtschromosomen niet mee en 44 is het aantal autosomen. ± 1 min.

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 4

Een fruitvliegje heeft 8 chromosomen in een lichaamscel. Hoeveel chromosomenparen zijn dat?

A

2

B

8

C

4

D

16

Goed is C: 8 : 2 = 4 paar. 16 is het dubbele aantal, 8 vergeet dat chromosomen in paren liggen. ± 1 min.

3.1

Fenotype en genotype

De bouw van DNA

Het DNA-molecuul bestaat uit twee molecuulketens die als een touwladder met elkaar verbonden zijn.

Elke sport van de ladder is een paar stikstofbasen. De bouwstenen van DNA heten nucleotiden.

Een model van een DNA-molecuul: een gedraaide touwladder.

Laat de leerlingen het woord "touwladder" gebruiken. De volgende dia laat zien waaruit de ladder is opgebouwd. ± 1 min. Image credit: Warren Umoh, via Unsplash

3.1

Fenotype en genotype

Nucleotide en basenparing

Ruggengraat: fosfaatgroep en desoxyribose

A  adenine

T  thymine

C  cytosine

G  guanine

T  thymine

A  adenine

G  guanine

C  cytosine

Een nucleotide bestaat uit een fosfaatgroep, desoxyribose (een suiker) en een stikstofbase.

Er zijn vier stikstofbasen: A, T, C en G.

Basenparing: A zit altijd vast aan T, en C altijd aan G.

Wijs een nucleotide aan: een stuk ruggengraat (fosfaat + desoxyribose) met één stikstofbase. De sporten van de ladder zijn twee stikstofbasen die aan elkaar vastzitten: A met T, C met G. Dat is basenparing. ± 3 min.

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 5

Een DNA-streng heeft de basen A-A-C-G. Welke basen zitten er tegenover (vier letters)?

Goed is T-T-G-C: A pas bij T, C pas bij G. Laat de leerlingen eerst hun antwoord hardop uitleggen. ± 2 min.

Is het een onderdeel van een nucleotide?

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 6

Onderdeel van een nucleotide

Geen onderdeel

Aminozuur

Fosfaatgroep

Glucose

Stikstofbase

Desoxyribose

Vetzuur

Links: fosfaatgroep, stikstofbase en desoxyribose. Rechts: aminozuur, glucose en vetzuur zijn bouwstenen van andere stoffen. ± 2 min.

3.1

Fenotype en genotype

Van nucleotiden naar allel

Een gen bestaat uit een groot aantal nucleotiden in een bepaalde volgorde.

1

DNA-sequentie

De specifieke volgorde van de nucleotiden in een stuk DNA.

2

Gen

Een stuk DNA met de informatie voor een erfelijke eigenschap, meestal voor één eiwit.

3

Allel

Een variatie in de DNA-sequentie van een gen. Er zijn meerdere allelen per eigenschap.

Bij één eigenschap zijn meestal meerdere genen betrokken. Eiwitten bepalen je fenotype.

Gen: een gen is niet "alle DNA voor één eigenschap", maar één stuk DNA. Veel eigenschappen hebben meerdere genen. Eiwitten zijn de schakel tussen gen en fenotype. Allel bijvoorbeeld: allelen voor oogkleur zijn varianten van hetzelfde gen. ± 3 min.

3.1

Fenotype en genotype

Gen aan of uit

Genexpressie

Een gen kan actief zijn. Het staat dan "aan" en de erfelijke eigenschap komt tot uiting.

Dat heet genexpressie.

Inactivatie

Een gen kan ook niet actief zijn. Het staat dan "uit".

Dat heet inactivatie.

Niet elk gen is in elke cel actief. Dit is ook de basis voor het volgende punt: een spiercel en een huidcel hebben hetzelfde DNA, maar andere genen staan aan. ± 2 min.

3.1

Fenotype en genotype

Genoom

Al het DNA in een cel samen noem je het genoom van een individu.

Bij alle planten, schimmels en dieren zit dat DNA in de celkern. Bij planten kan er ook DNA in de bladgroenkorrels zitten.

Genoom: alle DNA in een cel. Genotype gaat over de erfelijke eigenschappen van het individu. ± 1 min.

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 7

Een spiercel en een huidcel van één persoon hebben hetzelfde genoom. Waarom zijn ze toch verschillend?

A

Ze hebben een ander aantal chromosomen

B

In elke cel staan andere genen aan

C

Ze bevatten andere allelen

D

Ze hebben een ander genotype

Goed is B: genexpressie verschilt per cel. A, C en D zijn onjuist: alle lichaamscellen van één persoon hebben hetzelfde DNA. ± 2 min.

Juist of onjuist?

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 8

Juist

Onjuist

Genexpressie is het uitzetten van een gen

Een allel is een variant van een gen

Adenine zit in DNA vast aan cytosine

Al het DNA in een cel is het genoom

Juist: allel is een variant van een gen, genoom is al het DNA in een cel. Onjuist: genexpressie is het actief zijn (aan) van een gen; A zit vast aan T. ± 2 min.

3.1

Fenotype en genotype

Modificatie

Een verandering in het fenotype door het milieu heet een modificatie. Een litteken, een gebruinde huid of sterkere spieren door training zijn voorbeelden.

Het genotype blijft bij een modificatie gelijk. Daarom wordt een modificatie niet doorgegeven aan nageslacht.

Let op: de samenvatting zegt dat een modificatie een verandering in het genotype is. Dat klopt niet. Een modificatie is een verandering in het fenotype, het genotype verandert niet. Dit is hetzelfde als de fenotype-milieu-relatie van het begin. ± 2 min.

3.1

Fenotype en genotype

Aandoeningen

Aangeboren aandoening

Een aandoening die al in de baarmoeder ontstaat, heet een aangeboren aandoening.

Dat kan door het milieu komen of door erfelijke informatie.

Erfelijke aandoening

Een aandoening die door de ouders wordt doorgegeven, is een erfelijke aandoening.

Het ligt vast in het genotype.

Aangeboren: je hebt het bij de geboorte al, de oorzaak kan ook milieu zijn (bijvoorbeeld alcohol in de zwangerschap). Erfelijk: doorgegeven via het DNA van de ouders. Een erfelijke aandoening hoeft niet bij de geboorte al zichtbaar te zijn. ± 2 min.

Erfelijk of modificatie?

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 9

Erfelijk

Modificatie

Litteken

Bloedgroep

Gebruinde huid

Bruine ogen

Spieren door training

Rood haar van moeder

Erfelijk (genotype): bloedgroep, bruine ogen, rood haar van je moeder. Modificatie (milieu): litteken, gebruinde huid, spieren door training. ± 2 min.

Vul de juiste woorden in.

Het genotype ligt vast vanaf de bevruchting. Milieufactoren beïnvloeden het fenotype al in de baarmoeder. Een aandoening die in de baarmoeder ontstaat, heet een aangeboren aandoening.

bevruchting

fenotype

aangeboren

erfelijke

genotype

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 1 0

Afleiders: erfelijke en genotype. Een aangeboren aandoening is niet altijd erfelijk. ± 2 min.

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 1 1

Hitesh: ‘Een verandering in het genotype is een modificatie.’ Valentina: ‘Een modificatie wordt niet doorgegeven.’ Wie heeft gelijk?

A

Alleen Hitesh

B

Alleen Valentina

C

Allebei

D

Geen van beide

Goed is B. Een modificatie is een verandering in het fenotype; het genotype verandert niet, dus er valt niets door te geven. Hitesh zegt iets onjuists. ± 2 min.

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 1 2

Waarom doen eeneiige tweelingen vaak mee aan onderzoek naar fenotype en genotype?

A

Ze zijn opgegroeid onder dezelfde milieufactoren

B

Ze hebben een identiek genotype

C

Ze hebben een identiek fenotype

D

Ze zijn precies even oud

Goed is B. Met een gelijk genotype zijn verschillen in fenotype te verklaren door het milieu. C is onjuist: het fenotype verschilt juist. A is niet noodzakelijk. D is waar maar zegt niets over genotype. ± 2 min.

3.1

Fenotype en genotype

V R A A G 1 3

Twee eeneiige tweelingzussen: de een sport veel, de ander niet. Leg uit waarom hun fenotype verschilt.

Modelantwoord: ze hebben hetzelfde genotype, want ze komen uit dezelfde bevruchte eicel. Het milieu (sporten, voeding) verschilt, en dat beïnvloedt het fenotype (conditie, spieren). Dat is een modificatie en wordt niet doorgegeven. Goed antwoord noemt genotype gelijk, milieu verschillend, en fenotype verschilt. ± 3 min.

3.1

Fenotype en genotype

Begrippen

Fenotype

Alle waarneembare eigenschappen van een individu.

Genotype

Alle erfelijke eigenschappen van een individu.

DNA

Molecuul met erfelijke informatie, gebouwd uit nucleotiden.

Autosoom

Chromosoom dat geen geslachtschromosoom is (44 bij de mens).

Geslachtschromosoom

X of Y: er zijn er twee in een lichaamscel (XX of XY).

Homoloog chromosomenpaar

Twee gelijke chromosomen die samen een paar vormen.

Gen

Stuk DNA met informatie voor een erfelijke eigenschap.

Nucleotide

Bouwsteen van DNA: fosfaatgroep, desoxyribose, stikstofbase.

Basenparing

A zit vast aan T, en C aan G.

Allel

Variant van een gen.

Genexpressie

Een gen staat aan en de eigenschap komt tot uiting.

Genoom

Al het DNA in een cel.

Modificatie

Verandering in het fenotype door het milieu; niet erfelijk.

Erfelijke aandoening

Aandoening die door de ouders wordt doorgegeven.

Laat het bord staan. Vraag leerlingen een begrip te kiezen en in eigen woorden uit te leggen. ± 2 min.