Lesmateriaal: GEnetica voor de Toekomst

 

LESMATERIAAL: GENETICA VOOR DE TOEKOMST

Voor de stichting LeveDNA! maakte ik, samen met H.Sminia van het LUMC (Leids Universitair Medisch Centrum) en T.Malmberg van NIBI (Nederlands Instituut voor de Biologie) een lessenreeks over genetica in de nabij toekomst. Dit lesmateriaal is bedoeld voor leerlingen in ⁴⁄₅ havo en vwo.

Klik op het logo voor het volledige lesmateriaal op de website van LeveDNA!

In het materiaal geven we de leerlingen vat op de werkelijke complexiteit van genetica en gebruiken actuele genetische vraagstukken. Mijn inbreng in dit materiaal was het opzetten van een inhoudelijke structuur en hier werkvormen bij te plaatsen. Hieronder geef ik de opzet en enkele werkvormen uit het materiaal, allebei heel kort.

De opzet

1. Multifactorieel: we starten met een realistisch voorbeeld zoals genen over het algemeen tot uiting komen: een complex verhaal met heel veel genen en invloeden van buitenaf. Het voorbeeld is lichaamslengte.
2. Monogenetisch: bij een monogenetische ziekte, zoals cystische fibrose, is één gen betrokken. Hiermee lichten we de werking en overerving van een gen toe. We gebruiken de biologische organisatieniveaus expliciet hierbij.
3. Polygenetisch: genen werken samen en beïnvloeden elkaar. Dit is bij kattenvachten goed zichtbaar.
4. Terug naar multifactorieel: De meeste eigenschappen, ook ziekten, zijn multifactorieel. Het is dus moeilijk om te voorspellen of en in welke vorm je een eigenschap overerft en ontwikkelt. Een genetische test geeft dus een kans of risico op een eigenschap of ziekte.

Werkvormen

1. Multifactorieel: lichaamslengte

Je krijgt een bakje met tien tumtums. Je kiest er vijf uit en legt die bij de vijf van je buurman of buurvrouw. Dit zijn de genen van jullie kind. Vervolgens kijken jullie naar het onderstaande plaatje en berekenen jullie hoe lang jullie kind zal worden (start met een lengte van 135 cm).

Bovenstaand was wel erg eenvoudig. Onderstaande plaatje is realistischer. Bereken opnieuw (start weer met een lengte van 135 cm).

Kregen jullie een realistische uitslag? Zouden er ook nog andere factoren invloed hebben op de lengte van jullie kind? Wat voor invloed zouden slecht eten, ziekte of alcohol hebben?

2. Monogenetisch: taaislijmziekte (CF) van molecuul tot organisme Een patiënt met taaislijmziekte heeft moeite met ademen en hoest veel. De oorzaak ligt in het DNA. Moleculen hebben dus invloed op hoe een organisme functioneert.

In de bovenstaande figuur zie je een stuk van een chromosomenpaar van iemand met cystische fibrose. In een van de allelen zit een mutatie. Spoor deze op.

van molecuul tot populatie

Een mens heeft (meestal) twee mogelijke allelen voor een eigenschap. Maar dat wil niet zeggen dat er slechts twee allelen zijn. Voor cystische fibrose zijn er meer dan 1000 bekend. In een individu zie je dat niet, maar wel in een populatie.

(klik op de afbeelding om een pdf te downloaden)

3. Polygenetisch: kattenvacht Een gen zorgt voor de productie van pigment. Een ander gen zorgt voor bewerking van het pigment. Een ander gen regelt de verdeling van het pigment over een haar. En weer een ander gen geeft aan of een pigment in een bepaald gebied terecht komt. Zo krijg je een hele keten van genen die iets bijdragen aan de vachtkleur van een kat.

Klik op de afbeelding om een pdf te downloaden. Poes Hestia was ontsnapt. Enkele weken later krijgt ze zes kittens. Een van deze katers is de vader. Welke? (Met veel dank aan E.Molenaar voor het idee voor deze opdracht.)

4. Terug naar multifactorieel: genetische test Je genen geven informatie over je aanleg voor bepaalde eigenschappen of ziekten.

Zou je je genetische aanleg, kans of risico willen weten voor…

• … je voetbaltalent?
• … een hartziekte?
• … vroegtijdige kaalheid?
• … suikerziekte?
• … een voor je kinderen erfelijke ziekte?

Dit zijn geen verzonnen eigenschappen, maar eigenschappen uit commercieel aangeboden tests. Het is voer voor interessante gesprekken om de module mee af te sluiten.

Tot slot:

De belangrijkste inzichten die we in deze onderwijsmodule verwerkten waren:

• Inzicht geven in de werkelijke complexiteit in het tot uiting komen van genen.
• Expliciet benoemen en koppelen van verschillende organisatieniveaus: molecuul, cel, orgaan, organisme, populatie.
• Omgaan met risico`s en onzekerheden: hoe maak je keuzes?
• Woordkeuze: genen dragen bij aan een eigenschap (en dus niet: genen bepalen een eigenschap)

Hier is de link naar de volledige module: genetica van de toekomst