Science BIO. LeerlingenHANDLEIDING Science klas 11 Versie 3.0 2/01/2018 Datum 2 januari 2018 Auteur Bart J. van Zweeden

Transcriptie

1 Science BIO LeerlingenHANDLEIDING Science klas 11 Versie 3.0 2/01/2018 Datum 2 januari 2018 Auteur Bart J. van Zweeden 0

2 Inhoudsopgave 1. Inleiding 2 2. Totaaloverzicht Practica 6 3. Afsluiting, toetsing, eisen en schriftelijke verwerking 7 Practica in detail: Practicum: Cellen van de rode ui 6 Practicum: Cellen van de worteltop 7 Practicum: Cellen van gist,mos en alg 9 Practicum: Papierchromatografie 10 Practicum: Drosophila 13 Practicum: Bacteriën 14 Practicum: Drosophila 2 17 Practicum: Isolatie DNA 18 Practicum: Maken van een gel 20 Practicum: ICT-opdracht 22 Practicum: ICT-Opdracht 23 Practicum: DNAlab1 24 VRAGENLIJST ERFELIJKHEID. Mendelse Genetica 29 VRAGENLIJST SOLANUM 40 VRAGENLIJST DNA, Moleculaire genetica 57 Updatehistorie X-1 oktober 2013 Initiële opzet X-2 januari 2014 bijstelling X-3 januari 2018 Omzetting naar scienceperiode. 1

3 1. Inleiding Voor je ligt de leerlingenhandleiding die hoort bij de lessenserie met als thema science. Science staat voor wetenschap en heeft dus veel te maken met onderzoek doen. Echter om zelf onderzoek te doen moet je meer weten hoé onderzoek in zijn werk gaat en op welke wijze je dingen kan onderzoeken; er zijn immers meer methoden denkbaar. In deze handleiding vind je practica en aanwijzingen voor statistiek en verslaggeving. Deze periode staat in het teken van experimenteel onderzoek. Misschien doe je ook ideeën op voor een eindwerkstuk in deze richting!. Dat is al eerder gebeurd. De practica zijn soms gesloten, puur alleen om je kennis te laten maken met een techniek, een verschijnsel of een bepaald kenmerk. Andere practica zijn meer experimenteel. Je kan het protocol volgen, maar je kan nadien kijken of het ook anders kan. Dat vraagt om inventiviteit en omgaan met tegenvallers. Experimenteel onderzoek doen verlangt dat je goed documenteert wat je dacht, wat je veronderstelde wat je deed en wat er aan resultaten uit kwam. Alleen zo kan je een proef herhalen. Iemand die niks vastlegt, komt geen stap vooruit. Deze laatste practica worden gekenmerkt door EIGEN ONDERZOEK. Practicum 12 maakt dat je kennis neemt van moderne moleculaire biologie en DNA technieken, DNA-extractie op microschaal. Hierbij gebruiken we DNA-primers om een gen te isoleren en via gel-electroforese zichtbaar te maken. In deze practica maak je kennis met de technieken om DNA te onderzoeken en haal je de kennis over zaken als transcriptie en translatie weer op. Het sleutelwoord is hier PCR. Kenmerken van deze periode: wees nieuwsgierig naar hoe iets werkt en eruit ziet. gebruik te tijd goed en bereid een practicum goed voor. Vooral lezen scheelt veel zinloos geklooi en verspilling van materiaal. Onvoorbereide mensen horen niet thuis in een practicumzaal. Benut deze mogelijk kennis te maken met (experimenteel) onderzoek. Wees inventief, bedenk andere methoden als dat kan. Wees creatief, maar ook kritisch: Niet te snel genoegen nemen met vage resultaten. Deze periode is meer kwalitatief van aard; er zijn weinig getallen, er wordt niet gerekend. Statistiek is nu ook niet zo van belang. De verslaggeving wel. Bart J. van Zweeden Wassenaar/Haarlem oktober

4 Enkele aandachtspunten: Practica doe je in principe met twee mensen. Ieder maakt zijn eigen verslag waar alle deelverslagen in zitten. Alle spullen die volgens het voorschrift nodig hebt, breng je ook weer terug Zorg dat na afloop de tafels weer schoon zijn Laat geen rommel op de vloer slingeren (zeker geen biologisch materiaal) Denk om de veiligheid van jou en anderen. Soms moet je voor de verwerking van de practica even wachten op anderen: Er is bijvoorbeeld maar één PCRapparaat en één gel-electroforese kamer. Zorg dat je eerst het practicum goed gelezen hebt. Dat scheelt in de wijze van uitvoer. Foto's kan je delen met anderen, mits je vermeld van wie de foto afkomstig is. Plagiaat eindigt in een dikke onvoldoende. Hierbij wordt niet gekeken wie bron is en wie de kopie. Niet doen, niet slim en wij zien toch wel. 3

5 2. TOTAALOVERZICHT PRACTICA Onderstaande practica zitten in de leerlinghandleiding van deze module-reeks. Bekijk de index om ze op te zoeken. Alle practica doe je met twee personen. Foto's maken met je smartphone kan je doen, mits ik die terugzie in je verslagen. Als er wordt gevraagd om een tekening, is een foto geen alternatief. Nummer Practicum Inhoud Verslagvorm 1 Ui maken eigen preparaten van kort de rokken van (rode) ui. 2 worteltop maken van smashpreparaten uitgebreid van worteltopjes EIGEN ONDERZOEK 3 mos,alg, Bekijken van mos,alg en kort schimmel schimmel FAC 4 Chlorofyl Chlorofylextractie spinazie uitgebreid en maken van een chromatogram EIGEN ONDERZOEK 5 drosophila-1 Bekijken balsempreparaten kort fruitvlieg 6 Bacteriën Maken van bacterie-kweken uitgebreid, reinstrijk EIGEN ONDERZOEK 7 drosophila-1 Ontwikkelstadia bekijken kort vanuit de kweekbuizen. 8 DNA-isolatie Isolatie DNA uit kiwi uitgebreid EIGEN ONDERZOEK 9 Gel Maken van een gel voor kort electroforese FAC 10 ICT Ict opdracht: Nagaan kort genoom in ncbi. 11 ICT Ict-opdracht: kort Genoomanalyse Solanum 12 DNA Gen-detectie met PCR en gel-electroforese uitgebreid 4

6 3. Afsluiting, toetsing, eisen en schriftelijke verwerking Verslagen: In deze periode wordt een serie les-theorie-ervarings-practicum verslagen gemaakt. Er zijn twee vormen van verslag hierbij: KORT (dit verslag past op 1 A4-tje (excl. tekeningen)) korte omschrijving van het practicum in max 6-8 zinnen. korte beschrijving wat de resultaten waren (Max 10 zinnen) tekeningenen/of foto's (Zie URL: tekenregels met namen) Eigen visie getuigend van begrip van het practicum (max 6 zinnen) (Wat gebeurde er, wat was er te zien, waarom, wat ging er goed, wat ging er mis etc) UITGEBREID (dit verslag eist minimaal 2-3 A4-tjes (excl. tekeningen)) uitvoerigere omschrijving van het practicum in max 20 zinnen. betekenis van het practicum: waarom doen we dit, wat moet er uit komen, welke materialen hebben we gebruikt, welke techniek. beschrijving wat de resultaten waren (ca zinnen) tekeningen. (Zie URL: tekenregels met namen) Eigen visie getuigend van begrip van het practicum (max 6 zinnen) EIGEN ONDERZOEK TOTAAL Kenmerkend is jouw eigen variatie op dit practicum. Je voegt iets toe, probeert een andere methode/aanpak en dergelijke Je formuleert duidelijk: Doel, Methode en Materiaal, etc. de bekende riedel. tekeningen/foto's (Zie URL: tekenregels met namen) Eigen visie getuigend van begrip van het practicum (max 6 zinnen) Bekijk mijn voorbeelden van eigenonderzoek op de site. Wat je inlevert is een individueel verslag Je werkt in tweetallen. Lever je het geheel DIGITAAL in uiterlijk in op de tweede maandag na de laatste periodedag. Niets inleveren levert de score 1.0 op. Te laat puntenaftrek. Het verslag mee als cijfer in het PTA van biologie/anw Er is GEEN eindso of zoiets. Jouw verslagen bepalen alles 5

7 1. Practicum: Cellen van de rode ui EIGEN ONDERZOEK Doel Het aantonen van de flexibiliteit van het plasmamembraan binnen de cellen van de rode uit. Beschrijving In elke plantencel zit aan de binnenzijde van de celwand een plasmamembraan dat de inhoud van de cel omsluit. Door de cel te leggen in een zoutoplossing die een hogere zoutconcentratie heeft dan in de cel, zal water de cel uitgaan en de celmembraan passeren. Hierdoor zal het plasmamembraan slinken terwijl de celwanden intact blijven. Door gebruik te maken van de cellen van de rode uit, is dit (plasmolyse) proces nóg beter te volgen. Materiaal Voor dit practicum heb je nodig: een stukje rode ui pincet objectglaasjes en afdekglaasjes zout water microscoop+verlichting scherp mesje. Methoden Bekijk op de site de filmpjes over microscoopgebruik (bronnen)en die over de plasmolyse. Probeer aan de binnenzijde van een rol van een ui een stukje vlies los te maken. Deze is één celllaag dik. Als het goed is, zijn de cellen paarsgekleurd. Probeer een stukje van ca 6-10 mm 2 op het objectglas te krijgen en voeg een druppel gewoon water toe. Dek af met een objectglas. Bekijk het resultaat onder de microscoop bij 50x en 200x Haal het preparaat onder de microscoop vandaan, til het dekglas iets op en voeg nu een druppel zoutoplossing toe. Dek toe met het dekglas. Bekijk het resultaat onder de microscoop bij 50x en 200x Neem de tijd om de verandering die zich in minuten voltrekt, te volgen. Opdrachten Maak een tekening van de cellen van de uienrok en van de geplasmolyseerde cellen. Verwerking Verwerk de resultaten in een kort verslag van wat je gezien hebt. Maak een tekening van de cellen van de uienrok en van de geplasmolyseerde cellen. Uitbreiding Lukt het om de cellen weer in de oorspronkelijke toestand terug te brengen? Wat moest er voor gebeuren? 6

8 2. Practicum: Cellen worteltoppen EIGEN ONDERZOEK Doel Het leren vervaardigen van een coupe van de worteltop van zaadplanten. Hierbij proberen we delende cellen in beeld te krijgen. Beschrijving In dit practicum gaat het om het maken van een preparaat waarbij je de delende cellen van worteltoppen in beeld krijgt. Dit is niet eenvoudig. De delende cellen bevinden zich meestal niet op het uiteinde van de worteltop, maar en een tiental cellen erachter. In onderstaande fotos zie je enkele delend cellen. Dan weet je waar naar je kijken moet. Materiaal Voor dit practicum heb je nodig: een paar stukjes worteltop van uien/zaden/bonen, net wat er is. pincet klein beetje azijn/alcohol mengsel (50:50%) 2 objectglaasjes en afdekglaasjes Eosine-Methyleenkleuring (plastic tube) microscoop+verlichting scherp mesje. (Starmesje) 7

9 Methoden Het lastige is om een de worteltopjes zo te behandelen zodat de kleurstof erin kan dringen. De worteltoppen worden eerst even 'geweekt' in het alcohol-azijn oplossing. Dit verweekt de celstructuur. Nadeel is dat de delende chromosomen er ook niet zo goed tegen kunnen. Je kan proberen om de worteltopjes in de lengterichting te snijden in twee richtingen. Daarna kan een smashpreparaat iets te zien geven. Het lastige is dat wortels vaak best stevig zijn en zich niet makkelijk laten smashen. Kijk maar hoe je dat oplost. KLEUREN Als je ene preparaat kleurt, moet je de meest pure kleurstof gebruiken die je een paar minuten laat intrekken. Dan spoel je voorzichtig het overtollige kleurstof weg en dekt het preparaat af met een dekglaasje. Smashen doe je tussen twee objectglaasjes; dekglaasjes zullen breken. Opdrachten Maak een paar foto's van de resultaten van dit experiment en verwerk dat in een kort verslag. 8

10 3. Practicum: Cellen van gist, mos en alg Facultatief practicum. Doel Het observeren van diverse vormen van eencelligen en cellen van meercellige mossen. Beschrijving In dit practicum gaat het om het waarnemen van verschillende typen cellen. De groep algen is enorm groot; als je een beetje slootwater neemt, zal je zien dat daar van alles in zwemt en krioelt. Ook gewone bakkergist, toont een ééncellig beeld. Materiaal Voor dit practicum heb je nodig: Een monster uit de sloot een beetje bakkersgist een blaadje van sterrenmos. pincet objectglaasjes en afdekglaasjes Eosine-Methyleenkleuring (plastic tube) microscoop+verlichting Methoden Je hebt voor dit korte practicum weinig tijd nodig. Het gaat erom dat je de diversiteit waarneemt van allerlei celtypen van ééncelligen en meercelligen. Neem een druppel water op een objectglas en doe daarop: een mosblaadje, een beetje bakkersgist of wat sloot/bloemenwater. Bekijk het resultaat onder de microscoop bij 50x en 200x Opdrachten Maak een tekening van de cellen van gist, mos en algen en kijk of je verschillende soorten cellen kan aanwijzen. Verwerking Verwerk de resultaten in een kort verslag van wat je gezien hebt. 9

11 4. Practicum: Papierchromatografie EIGEN ONDERZOEK Chromatografie is een veel toegepaste methode om stoffen in een mengsel te scheiden Papierchromatografie en kolomchromatografie zijn de oudste methoden. Tegenwoordig wordt meestal gebruik gemaakt van dunne laag chromatografie (TLC= thin layer chromatografy) Een kleine hoeveelheid van het te onderzoeken mengsel wordt op een stuk filtreerpapier gebracht in de vorm van een streep of een vlek. (zie A) A B Het papier wordt in een vloeistof gehangen (= de loopvloeistof). De loopvloeistof wordt door capillaire werking omhoog getrokken in het papier (Zie B). Als de stoffen in het mengsel in de loopvloeistof oplossen, zullen ze mee omhoog getrokken worden. Doordat niet alle stoffen even goed oplossen ontstaat een vlekkenpatroon. De stoffen in het mengsel zijn geheel of gedeeltelijk gescheiden. De vlekken kunnen uitgeknipt worden en weer opgelost en ingedampt. Zo krijgt men de zuivere bestanddelen van het mengsel. Als men vet'minnende" stoffen (lipofiele stoffen) van elkaar wil scheiden maakt men gebruik van alcoholen (bijv.ethanol, methanol, butanol) aceton, chloroform, petroleumether en mengsels van deze stoffen. Als men water'minnende (=hydrofiele) stoffen wil scheiden wordt water of een mengsel van water met een base of zuur gebruikt. papierchromatografie van bladgroen(chlorofyl) Materiaal: Enkele bladeren Mortier met stamper Schoon zilverzand aceton petroleumether loopvloeistof: petroleumether 92% - aceton 8% chromatografiepapier 10

12 capillair potlood Doe alle handelingen in een brandvrije ruimte. Doe stukjes blad in de mortier. Voeg een beetje zilverzand toe en wrijf de stukjes blad goed fijn. Voeg een klein beetje aceton toe. Wrijf nogmaals tot een groen vloeistop ontstaat (extract). Pak een strook chromatografiepapier. Raak alleen de randen aan. Trek aan de onderzijde op 2 cm van het uiteinde een streep met potlood (= startlijn). Leg het filtreerpapier op een schone ondergrond en zet met het capillair een streep bladgroen op de startstreep. 11

13 Droog de vlek met een föhn. Herhaal dit 10 tot 20 keer. Probeer de vlek zo klein mogelijk te houden. Giet loopvloeistof in een cilinder glas. Niet meer dan 1.5 cm hoog. Maak het filtreerpapier op lengte en hang het aan de kurk met de onderkant in de loopvloeistof. De chlorophyl-vlek moet boven de vloeistofspiegel blijven en de kanten van het papier mogen het glas niet raken. Als de loopvloeistof bijna boven aan het papier is gekomen (na 25 minuten) het chromatogram verwijderen. Markeer met potlood het front en de plaats van de gekleurde vlekken. De loopafstand (Rf-waarde )wordt berekend door voor ieder vlek de afgelegde afstand (A) te delen door de afstand tussen start en front (B). De Rf--waarde is bij een bepaalde T en een bepaalde loopvloeistof kenmerkend voor een stof. De Rf--waarden van de bladkleurstoffen kunnen in het Binas-informatieboek opgezocht worden. 12

14 5. Module GENCLASSIC1 Practicum: Drosophila Doel Het observeren van verschillende onderdelen van de fruitvlieg Drosophila melanogaster. Beschrijving De fruitvlieg Drosophila is een piepklein vliegje dat zich vaak ophoudt bij de groencontainer. Het diertje leg eitjes in rottend fruit en plant zich om de twee weken voort.. Er zijn op zaal enkele preparaten van de vlieg en enkele mutanten. Levende exemplaren zijn er mogelijk ook op de zaal. We hebben de gewone fruitvlieg en de wit-ogige vleugelloze exemplaren. De laatsten zijn een mutatie op de vleugelvorm. Materiaal Voor dit practicum heb je nodig: Een preparaat van de fruitvlieg microscoop+verlichting Methoden Je hebt voor dit korte practicum ook weinig tijd nodig. Het gaat erom dat je de diversiteit waarneemt van allerlei aspecten van de fruitvlieg. Bekijk het resultaat onder de microscoop bij 50x. Opdrachten Neem een foto van wat je ziet. Misschien is de vlieg beter te bekijken bij lage vergrotingen. Verwerking Verwerk de resultaten in een kort verslag van wat je gezien hebt. Zorg dat je kan zien wat mannetjes zijn en wat de vrouwtjes. Uitbreiding Bekijk levende exemplaren door deze eerst te verdoven met Ether. Laat de docent/toa je even helpen. 13

15 6. Practicum: Bacteriën EIGEN ONDERZOEK Doel Het maken van een eerste kweek van bacteriën van bodemmonsters + eventuele reinkweek. Beschrijving Onze bodem zit vól met bacteriën die een nuttige rol spelen bij de afbraak van organisch materiaal. ze zijn dus erg hard nodig voor een gezond bodemleven. In slechts één kubieke cm grond leven naar schatting een miljard bacteriën. Deze gaan wij in dit practicum opkweken. Materiaal Bekijk eventuele filmpjes over reinstrijken en bacteriekweken. (bronnen) Voor dit practicum heb je nodig: Een bodemmonster van verse grond van rondom de school (tuinstrook naast de school, VW, sportvelden, perkje tegenover de onderbouw etc). drie petrischalen agarpoeder glucose marmite losse afsluitbare buisjes voor het nemen van bodemmonsters rekje met 6 reageerbuizen, zilverpapier. thermostaatbad (80 graden) Methoden Het practicum kent vijf delen A) Verzamelen bodemmateriaal (kost min) B) Agarbodem bereiden C) Extract maken en inzetten kweek op 30 en 80 graden Inoculatie op agarbodem D) Bekijken resultaat onder de microscoop E) Reinstrijk maken voor doorkweek. Deel A) Verzamelen bodemmateriaal Je gaat in tweetallen naar buiten je neemt op één plaats twee monsters van de bodem op ca 5-10 cm diepte. Zorg ervoor dat je geen onnodige vuiligheid van straat verzamelt. Bacteriën zitten overal, en daarvoor is het opscheppen van hondenpoep niet nodig. De bodemmonsters verzamel je in een kweekbuis van de vliegenpractica. Deze buizen kunnen met een schroefdop afgesloten worden. Neem de buizen halfvol met materiaal. Tijdsduur 30/40 min. 14

16 Deel B) Agarbodem bereiden Om straks de bacteriën te kweken, bieden we ze een gelbodem met een koolstofbron in de vorm van glucose. Ook voegen we wat marmite toe om te voorzien in aminozuren en vitamine. Bacteriën hebben niet veel nodig. Uitvoering: 0. Bekijk het filmpje: Hier laat een laborant zien hoe je het gieten van de agar in principe moet doen. (stap 9) 1. Je bereidt materiaal voor 7 agar-schaaltjes. Weeg 1,0 gram agar af op de balans 2. Neem 90 ml water en voeg de agar eraan toe. 3. Weeg 0,5 gram glucose en laat dit op lossen in 10 ml heet water (brander) 4. Voeg de suikeroplossing ook toe aan de 100 ml agaroplossing. 5. Voeg een klein mespuntje marmite toe. 6. Breng de erlenmeyer met 100 ml agar-suiker-marmite mengsel aan de kook en kijk uit dat het NIET overkookt. De kooktemperatuur ligt erg hoog!!! sluit de erlenmeyer af met een stukje zilverfolie 7. Laat na koken afkoelen tot ca graden. 8. Maak je tafel schoon met alcohol/spiritus/chloorbleek 9. Stal de 7 petrischaaltjes voor je uit en til met je linkerhand het deksel een beetje op Dan giet je in elk schaaltje ca 2-3 mm hoog agar-oplossing. Als het goed is, kom je redelijk goed uit. (Zie filmpje) 10. Sluit na het gieten de schaaltjes snel. 11. Laat de schaaltjes met agar stollen. Dit duurt ca 30 min. 12. Als ze zijn afgekoeld kan je aan de ONDERKANT je naam schrijven. Deel C) Extract maken en inzetten kweek op 30 en 80 graden Inoculatie op agarbodem 13. Neem de buizen met grondmateriaal en voeg gedestilleerd water toe. Als het goed is, heb je een buis half grond, half water. Schud flink gedurende enkele minuten. Laat de buizen daarna 5 min staan. 14. Van de twee buizen zet je er één in het hete waterbad van 80 graden. Daar staat de buis 30 minuten in. Met de ander buis gebeurt dat niet. 15. Neem nu een gloeidraad en gloei die in een gasvlam uit. Daarna laten afkoelen. Roer hiermee door het grondmonster-met-water (20 graden) ZONDER het bodemmateriaal te raken dat inmiddels is uitgezakt op de bodem. 16. Neem het eerste agarschaaltje en strijk hiermee over het agaroppervlak. Sluit de petrischaal snel. 17. Doe dat ook met schaal 2 en 3. (duplo's) 18. Herhaal de stappen 15 en 16 en 17 met het bodemmonster dat op 80 graden verwarmd is geweest. Dit worden schaaltjes 4, 5 en 6. Je hebt nog drie ongebruikte schaaltjes over. 19. Ze de zes schaaltjes in de kast en kijk na één/twee dagen hoe ver het kweken gaat. 15

17 Deel D) Bekijken resultaat onder de microscoop 1. Na twee dagen haal je de agarbodems uit de kast en bekijk je het ontstaan van de bodemcultures. Elke losse stip is als het goed is één kolonie, die (daar gaan we vanuit) ontstaan is uit één bacterie. 2. Neem een objectglaasje en doe daarop een kleine druppel schoon water. a) Neem een uitgegloeide naald van het inoculeren en breng wat bacterieel materiaal over op het object glas. b) Verspreid het materiaal door de druppel en laat de druppel drogen door het glaasje door een net niet blauwe gasvlam te halen. De druppel droogt snel op en de bacteriën worden gedood. c) Voeg 1 druppel kristalviolet toe en laat 1 min inwerken. d) Spoel de druppel eraf met aquadest e) Voeg 1 druppel lugol toe en laat 1 min inwerken f) Spoel opnieuw af, ditmaal met een pipet en 96% alcohol. g) Voeg tenslotte 1 druppel fuchsine toe en laat 30 seconde inwerken. h) spoel die voorzichtig af. i) Bekijk de kolonie onder microscoop zonder dekglas! Deel E) Reinstrijk maken voor doorkweek. Je eerste kweek is bonte verzameling van allerlei bacteriesoorten. Om slechts één soort op te kweken, zullen we een zogenaamde reinstrijk maken. 1. Kies van je 6 schalen degene die een bacteriekolonie laat zien als een losse druppel 2. Neem de laatste agarbodem 3. Gloei de naald uit en laat afkoelen 4. Doop je entnaald in die ene kolonie en haal hem over het oppervlak van de verse agarbodem door een paar maal heen en weer te krassen. 5. Gloei de entnaald wéér uit en kras er nogmaals doorheen, maar nu onder 90 graden. Herhaal dit nog 2x. 6. Zet schaaltje 7 weg in de kast Beantwoord de vragen. 7. Bekijk na twee dagen of je reinstrijk gelukt is. ONDERZOEKSOPDRACHTEN 1. Wat is het nut geweest van het 80 graden bad? 2. Waren er verschillen tussen de petrischaaltjes 1,2,3 en 4,5, 6? Welke? 3. Wat is het nut van het uitgloeien van de entnaald? 4. Welk type bacterie levert een glimmende kolonie op, en welk type een meer doffe? 6. Met kristalviolet en lugol, voer je een zgn. Gramtest uit. Zoek op Internet wat deze Gram-kleuring inhoudt. 7. Fotografeer je resultaat en verwerk dat in het uitgebreide verslag. Verwerking Verwerk de resultaten in een uitgebreid verslag van wat je gezien hebt. 16

18 7. Practicum: Drosophila-2 Doel Het observeren van verschillende levenstadia van de fruitvlieg Beschrijving Hiernaast zie je ontwikkelingsstadia van de fruitvlieg. We onderscheiden: ei/embryo 1e instar 2nd instar 3rd instar (Pre)puppa puppa (pop) = donker adult Merk het verschil op tussen man en vrouw. De voorstadia zijn allen beweeglijk in het kweekmedium. Materiaal Voor dit practicum heb je nodig: Een bodem met kweekmedium waar de larven in voorkomen. Binoculair+verlichting Methoden Je hebt voor dit korte practicum ook weinig tijd nodig. Het gaat erom dat je de diversiteit waarneemt van allerlei aspecten van de fruitvlieg. Bekijk het resultaat onder de binoculair. Opdrachten Neem een foto van wat je ziet of teken het. Kijk of je alle stadia kan terugvinden. Verwerking Verwerk de resultaten in een kort verslag van wat je gezien hebt. 17

19 8. Practicum: Isolatie DNA EIGEN ONDERZOEK Doel Het isoleren van DNA uit de cellen van kiwi of banaan. Beschrijving In dit practicum gaan we het DNA uit de cellen van de kiwi halen. Deze procedure is betrekkelijk eenvoudig en kan gebeuren met simpele huis- tuin- en keukenmiddelen. Materiaal Voor dit practicum heb je nodig: Erlenmeyer Bekerglas 100 ml Filter en filterhouder Ijskoude alcohol of spiritus. Dit MOET echt koud zijn. rijpe kiwi of banaan mesje keukenzout kwart reageerbuis afwasmiddel mortier en stamper 100 ml water in de erlenmeyer Heet water (waterbad) + rb rekje METHODE 1. Schil de kiwi, snijd deze eerst in kleinere stukjes. Vervolgens maal je hem zo fijn mogelijk met de mortier en stamper. 2. Breng 100 ml water even aan de kook en los hierin 3 gram zout en 10 tot 15 ml afwasmiddel op. 3. Giet de oplossing die je bij stap 2 hebt gemaakt bij de kiwimoes en roer dit af en toe even door. Door de ontvettende eigenschappen van het afwasmiddel gaan de celmembranen nu open omdat de celmembranen vooral bestaan uit vetachtige moleculen. De inhoud van de cel (die voornamelijk bestaat uit eiwitten en maar voor een klein gedeelte uit DNA) komt nu vrij in de oplossing. 4. Gooi na een half uur wachten (wel af en toe roeren) de hele oplossing door een koffiefilter en vang de gefiltreerde vloeistof op in een erlenmeyer. 18

20 5. Vul de erlenmeyer voor een vijfde deel met de vloeistof en voeg hier een theelepel zout aan toe. Meng dit goed en als alle zoutkristallen zijn opgelost, voeg je nog een lepel toe. 6. Giet nu heel voorzichtig de ijskoude spiritus bovenop de kiwioplossing zodat er laag van ongeveer 2 cm spiritus op drijft. Omdat de spiritus zich niet mag mengen met de kiwioplossing is het makkelijk als je de erlenmeyer schuin houdt en heel langzaam langs de rand de spiritus bovenop de kiwioplossing giet. Als de spiritus en de kiwioplossing toch mengen, moet je opnieuw beginnen 7. Als je wel een goede scheiding hebt, moet je nu 5-10 minuten wachten en dan zie kleine witte vlokjes of misschien wel dunne lange draden die vast geklit lijken aan kleine luchtbelletjes en die langzaam door de spiritus heen naar boven drijven. Na ongeveer een half uur tot een uur is dit het beste en het mooiste te zien. Lange dunne spierwitte draden drijven rond in de alcohol omdat DNA niet oplost in spiritus; dit is nou het DNA van een kiwi! Je kan eventueel met een half opengevouwen paperclip proberen om wat vlokjes op te pikken. Opdrachten Beantwoord deze vragen in je verslag. 1) Waarom voeg je bij stap 2 kokend water toe? 2) Welke celonderdelen maak je kapot tijdens het malen? 3) Welke celonderdelen gaan kapot door de toevoeging van afwasmiddel? 4) Zout verandert de structuur van eiwitten. Wat doet zout met de chromosomen? 5) Het DNA overleeft het warme water doordat het een stabiele structuur heeft. Waardoor is de structuur van DNA zo stabiel? 6) De kiwi bevat een eiwitsplitsend enzym; wat is een enzym? Verwerking Verwerk de resultaten in een verslag van wat je gezien hebt. Eigen onderzoek Je kan voor je eigen onderzoek een keuze maken uit een aantal zelf meegebrachte vruchten/groenten Het meeste succes zal je boeken met vlezige vruchten zoals de kiwi en de banaan. Lukt het om DNA uit de door jou gekozen vruchten te halen? Maak een kort verslag van dit onderzoek en vermeld goed hoe je te werk bent gegaan. Ook dingen die mis gaan, horen bij het verslag. Tweede invalshoek: De miniaturisering van dit practicum. Lukt het om hetzelfde practicum uit te voeren met veel minder materiaal? De hoeveelheid DNA die je normaal krijgt is krankzinnig veel en afkomstig van duizenden cellen tensotte. 19

21 9. Practicum: Maken van een gel Doel Het maken van een gel en het scheiden van een mengsel van kleurstoffen. Beschrijving In dit practicum ga je een eerste gel maken met behulp van agar. We zorgen ervoor dat in de gel kuiltjes aanwezig zijn om later de kleurstof in te laten zakken. De gel bestaat uit agar-agar dat ook vaak in de keuken wordt gebruikt als verdikkingsmiddel. De foto hiernaast toont een gel gemaakt van agar. In het midden zijn gaatjes aangebracht waarin de kleurstoffen zijn aangebracht. Materiaal Voor dit practicum heb je nodig: Erlenmeyer 50 ml water of TBE buffer (1x) 1 gram agarpoeder bunsenbrander en driepoot+gaasje 1 gram zout METHODE 1. Doe 50 ml TBE-buffer (1X) in een erlenmeyer. Voeg daarbij de 1 gram agarpoeder. 2. Verwarm dit zodat de oplossing nét niet kookt. Pas op, want ineens kookt het over... en hete agaroplossing is HEEEEL heet! 3. Laat de oplossing met opgelost zout en agar staan tot handwarm, maar wel vloeibaar 4. Leeg de agaroplossing in een plastic petrischaal en zorg dat het niveau van de agar tot minder dan halverwege de hoogte van het petrischaaltje komt. Je zal zo'n ml nodig hebben. Spoel de erlenmeyer direct om, anders krijg je de resten er nauwelijks uit. 5. Laat de agar stollen. 6. Als de agar gestold is, kan je met een mesje een drietal kuiltjes snijden die niet tot de bodem reiken. Daarna snij je twee half ronde zijkanten uit de agar weg zodat het middensegment met de kuiltjes blijft zitten. Zie figuur 2.0 hieronder. 20

22 figuur Vouw twee zilverpapiertjes op de lege randen van het petrischaaltjes en zet ze vast met een opstaande paperclip. Deze stukjes zilverpapier steken straks in de zoutoplossing (stap 8). 8. Maak een TBE-oplossing van 50 ml. Giet deze oplossing over de gel heen zodat dit nét onder de rand blijft. De gel moet wel onder de vloeistofspiegel staan (2 mm). 9. Nu gebruik je de micropipet om 20 ul kleurstof netjes in de kuiltjes te laten zakken. Er zijn drie mengsels A, B en C. 10. Sluit de 3x 9 V batterij aan op de draadjes die naar de paperclip lopen en wacht af wat er gebeurd. 11. Kijk na 1 uur wat er met de plaats van de kleurstoffen gebeurd is. Teken de situatie. Opdrachten Beantwoord deze vragen in je verslag. 1) Welke van de kleurstoffen gaan naar de pluspool? Welke naar de min-pool? 2) Wat is de rol van het zout in zowel agar als wateroplossing? 3) De kleurstoffen zijn de stoffen Eosine, Methyleen en kristalviolet. Is te verklaren waarom zij een bepaalde kant op gaan? 4) DNA is negatief geladen. Als we in plaats van kleurstof DNA zouden laden in de gaatjes, welke kant gaat dat dan op? 5) DNA is helaas niet zichtbaar. Daarom zullen wij in de module de (giftige) stof EthidiumBromide gebruiken. Die maakt DNA zichtbaar onder UV licht. Zou je een neutraal geladen stof ook zo zien verplaatsen? Verwerking Verwerk de resultaten in een uitgebreid verslag van wat je gezien hebt. 21

23 10. Practicum: ICT-opdracht Doel Kennismaken met de DNA-databank van organismen. Beschrijving Van veel organismen is inmiddels de DNAvolgorde geheel bekend. Van veel andere organismen slechts een deel. In dit ICT-practicum ga je een gen opzoeken van de fruitvlieg Drosophila melanogaster. Materiaal Voor dit practicum heb je nodig: laptop/pc en internet aansluiting (ICTlokaal of thuis) METHODE 1. Start Google Chrome of een andere browser op 2. Neem de volgende URL over: De volgende sites bevatten (moeilijke en soms lastig te lezen) informatie: Gebruik deze laatste link om wat genen te bekijken van de fruitvlieg. a) Klik op Chromosome 2R b) Klik op graphics. Wat je nu ziet zijn de bekende genen op chromosoom 2R. Elk groen stripje stelt een gen voor. Verwacht geen gen voor 'oogkleur'... De genen coderen voor proteïnen welke mogelijk met o.a. oogkleur van doen hebben. Zoek wel eens op 'vg'. De mutant van dit gen codeert voor vestigal: Afgestompte vleugeltjes. c) Probeer in te zoomen op dat stukje totdat je de DNA-sequentie van vg kan zien. d) Bereken eens hoeveel nucleotiden het gen groot is? e) Klopt het dat de sequenties beginnen met AUG (Startcodon) waarom niet? f) Kijk of je ca 35 posities voor het startcodon de sequentie TATAA of TATAT kan zien. g) Probeer de EINDELOZE mogelijkheden van deze website uit: Selectie op proteinen, genen, andere organismen als arabidopsis thaliana. h) Bij elk gemeld gen staat "FASTA" "genbank" en "Graphics" Ben je erachter wat het betekent? Verwerking en Uitbreiding Verwerk de resultaten in een uitgebreid verslag van wat je gevonden hebt. Zorg dat je in je verslag laat zien welke zaken je allemaal gevonden hebt. Kijk ook eens of je genen van de mens kan vinden. (human). 22

24 11. Practicum: ICT-opdracht Doel Kennismaken met de DNA-databank van de aardappelplant. Beschrijving Van veel organismen is inmiddels de DNAvolgorde geheel bekend. Van veel andere organismen slechts een deel. In dit ICT-practcium ga je een gen opzoeken van de aardappelplant Solanum Materiaal Voor dit practicum heb je nodig: laptop en internet aansluiting METHODE 1. Start Google Chrome of een andere browser op 2. Neem de volgende URL over: De volgende sites bevatten (moeilijke en soms lastig te lezen) informatie: Gebruik deze laatste link om wat genen te bekijken van de fruitvlieg. a) Kijk of je resistentiegenen R3a en R1 kan vinden. b) Probeer in te zoomen op dat stukje totdat je de DNA-sequentie kan zien. c) Neem in je verslag op de volledige sequentie van R3a. d) Kan je deze software laten terugvinden waar de primers zitten? Controleer of dit fragment inderdaad 288 bp lang is. (deze kennis is nodig om in het practicum hetzelfde te zien!) Locus repeat Primer Tm* Tm Alleles size Genbankno R1-F R1 locus (WUR) CAACCCTGGCATGCCACG 56.9?? R1-R R1 locus (WUR) CACTCGTGACATATCCTCACT 52.9?? R3aF R3a locus TGGAAGTAGTAGTGCCGACAA bp AY R3aR R3a locus GGAGGACCAACTGCCATAGAA bp AY Control1 chloroplast DNA AGTTCGAGCCTGATTATCCC bp Control1 chloroplast DNA GCATGCCGCCAGCGTTCATC bp Verwerking Verwerk de resultaten in een kort verslag van wat je gevonden hebt. 23

25 12. Practicum: DNAlab1 Doel Het isoleren van DNA uit de aardappelplant. Beschrijving In dit practicum proberen we iets van het genoom van de aardappel te weten te komen. Je weet door het vorige practicum dat meerdere genen betrokken zijn bij de resistentie tegen phytophtora. Eén van die genen zijn oa. R1 en R3a. Beide worden in de literatuur gemeld. Om te checken of onze 5-7 aardappelrassen deze genen bezitten, gaan we moleculair onderzoek doen. Voorkennis Om dit praktcum succesvol te doorlopen moet je voldoen aan de volgende eisen: 1. De practica MOLGEN2 en SOLANUM1 gedaan hebben. 2. De powerpointpresentatie(s) over PCR, gel-electroforse en DNAstructuur gevolgd en begrepen hebben, danwel van je docent afdoende informatie ontvangen hebben over deze onderwerpen zodat jij weet wat de termen PCR en gel-electroforse inhouden. Methode-volgorde Het practicum kent de nodige wachttijden, omdat de moleculaire processen dit nu eenmaal opeisen. In die tussentijd zal de docent alvast wat resultaten laten zien. De gevolgde methode bestaat uit: A) Het isoleren van DNA uit vijf aardappelrassen (elk tweetal neemt één ras) B) Het isoleren van DNA uit een stukje schil van de aardappels Bintje en XXX (wat er bij de winkel maar te koop is) Mogelijk dat de docent nog extra materiaal heeft. Het klaarmaken van PCR-stap van je ras naar keuze (Het gieten van de agarose-gel doe de docent: er zijn te weinig electroforese bakjes.) C) Het overbrengen van de geamplificeerde PCR-producten naar de gel D) Het laten lopen van de gel onder 100 Volt. E) Interpretatie van de resultaten. 24

26 Materiaal -Methode A) Het isoleren van DNA uit vijf aardappelrassen (elk tweetal neemt één ras) Je werkt in tweetallen 1. kies één van aardappelsoorten waarvan we in de vriezer het bladmateriaal hebben. Waarschijnlijk heb je die keus eerder al moeten maken, zodat de docent je een diepgevroren sample geeft. De school heeft geen vriezer, alles zo in de thermodoos. Soort Texla Doré Mozart Mona Lisa Irene aantal buizen in stock. (2013) In je buisje tref je een stukje bevroren bladmateriaal aan dat in de zomer van 2013 van een volkstuin komt. Hier zijn vijf rassen naast elkaar gezet en opgekweekt tot volwassen plant. Daarna zijn na de bloei stukje blad verzameld en in de vriezer bewaard. Naderhand zijn stukjes blad voor onderzoek in kleine (2 ml) epjes gedaan. Die gebruiken wij. 3. Neem ieder een stel schone latex handschoenen en hou die aan! 4. Maak je tafel schoon met bleek of alcohol. 5. Neem een plankje met gaatjes zodat je steeds de epjes kwijt kan. 6. Haal bij de docent/toa twee kleine epjes van 0.2 ml. 10 pipetpunten van ul (5 kleine en 5 grote) bewaar ze in een boterhamzakje. een micropipet schone tissue (groen) boterhammenzakje objectglaasje klein schoon!! mesje 7. Installeer op je groene tissue je plankje en de 2 lege epjes. Je pipetpunten bewaar je in een brandschoon boterhammenzakje. 8. Haal bij de docent/toa: 2 Epje met lysisbuffer (hierin zit al 20 ul Dilutionbuffer) 25

27 9. INTERMEZZO: even een vaardigheid leren: de micropipet. Onderstaande methode voorkomt dat we iedereen peperdure pipetten moeten geven. Die zijn er nu nog niet. Bovendien zijn die erg kwetsbaar. Hoe doen we dit wel? We nemen 2 kleine en twee grote pipetpuntjes (oefentips uit de doos) Een setje schone handschoenen. Een leeg petrischaaltje. Een donkere ondergrond. een buisje met methyleenblauw. 1. Trek je handschoenen aan 2. Leg in het bakje een paar druppels water 3. Door de pipetpunt losjes vast te houden en in de druppel te dopen kan je met je wijsvinger 'druk' zetten op de bovenkant van de pipet. Door de duwen, blaas je er lucht uit, door los te laten, zuig je wat water op. 4. Kijk of het lukt om op deze manier 0.5 ul (kleinste tip) en 1.0 ul (kleine of grote tip) op te zuigen. 5. Om op een schoon deel van petrischaal je druppel te lozen, moet je harder drukken. Op bovenstaande foto heb je een idee over de minuscule hoeveelheden. In ons practicum hebben we vaak de hoeveelheid 0.5 ul nodig. Die doe je met de kleinste pipetpunt. Vaak al je zien dat door capillaire werking, de vloeistof al vanzelf wordt opgezogen. Als je 0.5 ul in een 0.2 ml epje moet plaatsen, zet dan de pipetpunt tegen de wand. Ook kan je kijken of het lukt om 0.5 ul over te brengen in een 0.2 ml epje. Door eerst 10 ul water in het epje te doen, vervolgens 0.5 ul methyleen blauw en dit even te vortexen, zie je of je overdracht is gelukt. 26

28 NU VERDER met DNA1 B) Het isoleren van DNA uit een stukje schil van de aardappels Bintje en XXX (wat er bij de winkel maar te koop is) Mogelijk dat de docent nog extra materiaal heeft. Het klaarmaken van PCR-stap van je ras naar keuze (Het gieten van de agarose-gel doe de docent: er zijn te weinig electroforese bakjes.) 1. Neem een schoon objectglaasje 2. Neem een starmesje of iets dergelijks 3. Maak het mesje schoon met alcohol 4. Snijdt 3 mm 2 van het bladmateriaal 5. doe dit ZONDER aanraken in je epje met 20 ul Dilutionbuffer. (Epje met D erop) 6. Neem een pipetpunt (schoon) en druk het stukje blad fijn tegen de wand van je ep. (de oplossing wordt iets groeniger) 7. Centrifugeer gedurende 30 seconden. (er passen 4 eps tegelijk in) 8. Neem een schone (tweede) ep van 0.2 ul 9. Voeg toe in deze volgorde: I 10 ul DNA-buffer (hierin zitten nucleotide en extra componenten) II II 0.5 ul Primermix R1 (zet de druppel tegen de wand van de ep) 0.5 ul DNA-polymerase (HEEEEEL DUUR!! (ca 60 euro voor 200 ul)) Zet de druppel tegen de wand van de ep. III 0.5 ul van de eerste ep. Vermijd dat stukjes blad meekomen Voeg ten slotte toe: 10 ul xnase-vrij water uit een aparte waterbuis. Hierin zit geen enzym dat DNA afbreekt Vortex het epje kort. en centrifugeer 30 seconden. Alles zit gegarandeerd onderin! 12. Lever je epje in bij de docent/toa of zet hem zelf in de PCR-machine. Onthoudt goed welke van jullie is. (markeer met een stift: groep1: Mozart 1 : M1 of M2 etc groep2: groep3: Irene N1, N2 Texla T1, T2 T3 etc De TOA/docent start de pcrmachine op programma 20. Deze staat zó ingesteld dat deze het volgende programma doorloopt: 1. 5 min 98 graden keer {10 sec 98 graden, 20 sec 45 graden, 20 sec 72 graden} 3. 5 min 72 graden. Het programma draait gedurende 4 uur!!! Intussen laat de docent enkele gels zien die al eerder gelopen hebben, zodat je weet wat je kan verwachten. Maak nu de bijbehorende opdrachten. 1. Schrijf een uitvoerig verslag van dit practicum 27

29 2. Geef duidelijk aan waar het practicum zou kunnen misgaan en wat verstorende factoren zijn 3. Gebruik de ncbi-database om te kijken of er nog meer genen zijn waarop je onze aardappelplanten zou kunnen testen. 4. Gebruik Google om te zien welke documenten er nog meer over aardappel(veredeling) gaan. 5. Lees het artikel op de site van Bioimpuls Aardappelveredeling (Projecten) Bekijk deze site eens goed! 6. Lees het artikel op de site van de WUR: DIT DEEL VAN HET PRACTICUM MOET DE DOCENT/TOA doen. C) Het overbrengen van de geamplificeerde PCR-producten naar de gel De PCR is klaar en de epjes kunnen worden geladen met 5 ul loading dye. Het nut van deze kleurstof is dat je bij daglicht kunt zien hoevér de gel is gelopen, én dat het laden van de epjes makkelijker gaat. Bij het laden wordt 20 ul van jouw epje gemixd met deze loading dye. Aangezien de loadingdye glycerine bevat dat zwaarder is dan water, loopt de gepipetteerde DNA-sample niet meeteen de gel uit. We pipetteren nl 'onder water'!. D) Het laten lopen van de gel onder 100 Volt. De gel wordt gerund op 10 minuten 50 en later op 100 Volt. Dit proces duurt bijna 2 uur. E) Interpretatie van de resultaten. De volgende morgen is de run klaar en bekijken de leerlingen de gemaakte gel onder UV, of met behulp van een foto. Vragen: a) Wat zijn de resultaten van de gel? b) Kloppen deze met wat de fabrikant opgeeft voor de resistentie? c) Hoe zou je testen of ook tomaat over het gen R1 of R3a beschikt? Beschrijf kort dat practicum d) Hoe zou je dit practicum kunnen uitbreiden? -> andere genen (database, primers ontwerpen etc) Neem een foto van wat je ziet of teken het. Kijk of je alle stadia kan terugvinden. Verwerking Zie opdrachten. 28

30 Opdracht Erfelijkheid, periode science, ontwikkelingsbiologie en moleculaire biologie, klas 11. (2018) Mendeliaanse Genetica. OPDRACHT: Elke deelvraag beantwoorden in overleg in tweetallen. Toevoegen aan je Periodeverslag. Titel: Opdrachten erfelijkheid Situatie 1: Basisvragen (Mendel) Bij erwten komen twee kleuren voor: gele zaden (G) en groene (g). Men kruist een plant met gele zaden met een plant met groene zaden. Beide planten zijn homozygoot. GG x gg dus. a) Welk type nakomelingen krijgen we als eerste generatie F1? b) Als de ouderplant met de gele zaden heterozygoot was geweest, hoe was dan de uitslag in de eerste generatie? c) Men kruist nu de kinderen uit vraag a onderling met elkaar. Dit levert de verhouding 3:1 op in de tweede generatie, mits men let op de zaadkleur (fenotype). De genotypische verhouding is echter 1: 2: 1. Leg dit uit. d) Iemand deed de proeven van Mendel nog eens over. Er werden twee factoren bekeken: Ronde zaden : R of gerimpeld : r Gele zaden: G of groen : g Er werd een plant gekozen die homozygoot is voor groene zaden (gg) en homozygoot is voor Ronde zaden (RR), dus RRgg. De andere plant was precies andersom: homozygoot voor gerimpelde zaden (rr) en homozygoot voor Gele zaden (GG): dus rrgg Er werden talloze nakomelingen gekweekt en zaden van de eerste generatie geoogst. 315 ronde en gele zaden 108 ronde en groene zaden 101 gerimpelde en gele zaden 32 gerimpelde en groene zaden. Klopt de verhouding 9:3:3:1 hier? Welke aantallen zou je verwachten als het totaal aantal zaden 556 is? (Nieuwsgierig hoe je dit wetenschappelijk aanpakt? Kijk bij vraag 14.) Situatie 2: Zaadvorm (Mendel) Mendel gebruikte erwten voor het onderzoek naar de erfelijkheid. Eén van die kenmerken was de vorm van het zaad (de erwten). Er zijn gladde erwten en gerimpelde erwten. Mendel ontdekte dat Glad dominant is over gerimpeld. a) Wat betekent dat precies? Voor glad nam hij hoofdletter G en gerimpeld kleine letter g. Aangezien elk organisme in elke cel paren van dezelfde chromosomen heeft, zijn dus alle factoren/genen dubbel aanwezig. Dat ontstaat omdat één chromosoom van moeder en één van vader afkomstig is. Dat is bij planten, dieren en mensen zo. Er zijn dus erwtenplanten met genotype GG, (Homozygoot Glad), Gg (heterozygoot Glad) en gg (homozygoot, kan ook niet anders) gerimpeld. Mendel maakte eerst zuivere lijnen: homozygote planten met alleen G-allelen of alleen g-allelen. Zo wist hij zeker dat diens nakomelingen uitsluitend G of g bevatten: 29

31 Onderstaand Punetts-diagram (naar de uitvinder Punetts) toont de zuivere vererving van twee 'ouderplanten' die beiden homozygoot zijn voor Glad. Hun gameten (geslachtscellen) bevatten alleen maar het allel G en niet g. gameten vader gameten moeder G G G GG GG G GG GG Eenzelfde schema kan men indenken als men gg X gg kruist. b) Wat zal gebeuren als men GG kruist met gg? gameten vader gameten moeder G G g Gg Gg g Gg Gg c) Wat zijn de genotypen van deze nakomelingen? d) En de fenotypen? Een dergelijke uniforme uitslag is kenmerkend voor een kruising tussen twee homozygote maar op een bepaald kenmerk verschillende individuen. Alle nakomelingen zijn heterozygoot voor dat ene kenmerk. e) Vul het resultaat in van onderstaande kruising en interpreteer de uitkomst. gameten vader G g gameten moeder g g Situatie 3: Taaislijmziekte CF is een aandoening van de exocriene klieren, gekenmerkt door de afscheiding van taai (viskeus) slijm (mucus), vandaar de naam taaislijmziekte of mucoviscidose. De Engelstalige benaming cystic fibrosis (CF), die vaak wordt 'vertaald' naar het taalkundig minder juiste cystische fibrose, verwijst naar de toename van bindweefsel (fibrose) in de slijmvliezen die bezet worden door met kleverig vocht gevulde holten (cysten). Erfelijkheid Het is de meest voorkomende autosomaal recessieve genetische aandoening in West-Europa: ongeveer 1 op 32 personen van de blanke bevolking is heterozygoot drager van de ziekte zonder het zelf te weten. Bij een drager treden dan ook geen ziekteverschijnselen op. Ouders die beide drager zijn hebben een kans van 1 op 4 dat zij een kind krijgen met cystic fibrosis. Op grond van deze getallen zou bij blanke bevolkingsgroepen 1 op 4096 (1/32 1/32 1/4) geboorten worden getroffen. Mede door erfelijkheidsadvisering en zwangerschapsonderbreking komt CF in de praktijk minder voor, nl. 1 op In Nederland worden per jaar ongeveer mensen met deze aandoening geboren. Geschat wordt dat er in 2008 ongeveer 1300 patiënten zijn met cystic fibrosis. Het relatief vaak vóórkomen van heterozygoot dragerschap van het CF-gen wordt waarschijnlijk verklaard door een positief selectie-effect, waardoor dragers een evolutionair voordeel hebben. Er bestaat een vermoeden dat zij een kleinere kans hebben aan diarreeziekten (zoals cholera) te overlijden. (bron: Wikipedia). Oorzaak: 30

32 De chlorideconcentratie in het zweet is bij patiënten met taaislijmziekte (cystische fibrose) verhoogd door een mutatie in het gen CFTR dat zorgt voor de terugresorptie van chloride over de celmembraan van epitheelcellen in de zweetklier. Doordat door aanwezigheid van een mutatie dit transporteiwit niet goed werkt is de terugresorptie verstoord en dus de concentratie van chloride in het zweet verhoogd. a) Zoek het begrip op: automaal b) Verklaar het lage aantal ziekte gevallen rekenkundig: 1 op 4096 (1/32 1/32 1/4) c) Een moeder, zelf draagster van het 'foute' allel, maar heterozygoot trouwt een man die geheel gezond is. Zij krijgen 10 kinderen. Hoeveel kinderen zullen daar naar verwachting bij zijn die ook drager/draagster zullen zijn? d) Leg uit waarom er geen zieke kinderen bij vraag c bij zitten? e) In een kleine gemeenschap in de USA, wonen 100 mensen (50 mannen en 50 vrouwen). Zonder het te weten leven daar 5 dragers en 5 draagsters van het foute allel. Deze 100 mensen planten zich uitsluitend onderling voort; er is geen uitwisseling met de omgeving van deze community. Hoe groot acht je de kans dat er toch een ziek kind zal komen? Situatie 4. Cavia's Bij cavia's bestaan twee soorten haartypen: Gladharig en Ruwharig. Het allel Ruwharig lijkt dominant te zijn over gladharig, en daarom wordt Ruwharig aangegeven met de letter R, en gladharig met de letter r. Er zijn dus feitelijk twee fenotypen: Ruw en glad. Er zijn ook drie genotypen: Ruwharigen: RR en Rr Gladharigen: rr Een onderzoekster kruist een ruwharige cavia (zuiver) met een gladharige. De nakomelingen zijn - zoals te verwachten was - allemaal ruwharig. Hier hoort het schema bij : P: RR x rr gesl. cellen bevat: R r F1: Rr a. Men kruist de F1-dieren onderling en vind de volgende uitkomst: 35 nakomelingen zijn gladharig en 105 nakomelingen zijn ruwharig. Klopt de verhouding 25% - 75% nog wel? Een andere fokker krijgt 12 gladharige nakomelingen en 41 ruwharigen. Hoe is het nu met de verhoudingen? Klopt Mendel ineens niet meer? Verklaar! b. Een andere onderzoeker heeft maar één stel cavia's waarvan één ruwharige en één gladharige. De nakomelingen daarvan zijn voor bijna 50% ruw en 50% gladharig. Wat is naar alle waarschijnlijkheid het genotype van de ruwharige cavia geweest? 31

33 c. Mendel formuleerde een aantal 'wetten'. Zo viel het hem op dat het resultaat van een onderlinge kruising van de F1 generatie van heterozygoten (Rr x Rr) steevast leidt tot 75% ruwharigen en 25% gladharigen. Overleg onderling waarom deze verhouding steeds zo uitkomt, maar maak ook duidelijk waarom deze verhouding nooit exact zo zal zijn. Schrijf je resultaten/bevindingen ook op. Situatie 5: Bloemkleur Bij planten komt de rode bloemkleur voor R en de witte r. Daarnaast is ook sprake van lange zaadpeulen P en korte zaadpeulen p. De hoofdletter was het dominante allel, de kleine letter het recessieve allel. Een allel is een mogelijke variatie van het gen in kwestie; het gen bloemkleur kent dus de allelen rood (R) en wit (r). a. Welke betekenis hebben de begrippen genotype en fenotype? b. Welke fenotype heeft een plant met het genotype: Rrpp? En rrpp? c. Welke fenotype zijn er mogelijk? d. Een plantenveredelaar kruist een plant die zuiver vererft voor R en voor P. RRPP dus, met ene plant die zuiver vererft voor r en p. rrpp dus. Maak het volgende schema af: P: RRPP x rrpp gesl. cellen bevatten: RP rp F1:. F1 onderling gekruist. Enkele velden zijn al ingevuld. Vul de rest ook in. RP Rp rp rp RP RRPP Rood en lang Rp rp rp RrPp Rood en lang rrpp wit en Lang. rrpp wit en kort. Opmerking: Hierboven staat de zogenaamde di-hybride kruising: een kruising waarbij de onderzoeker let op twee erfelijke kenmerken. In de werkelijkheid is sprake van honderden kenmerken, maar daar kan je als onderzoeker onmogelijk allemaal tegelijk op letten. Opdracht: Neem het schema over, vul het verder in en bepaal de aantallen van de volgende fenotypen: Aantal: 1) Rood, Lang 2) Rood, kort 3) Wit, Lang 4) Wit, kort 1 In welke verhouding komen deze fenotypen (niet genotypen) voor? Situatie 6: Drie factoren 32

34 Veronderstel dat we gaan letten op een kruising waarbij drie factoren in het spel zijn. Moeder heeft genotype (AABbcc) en Vader genotype (AAbbCC). a) Onderzoek zonder een enorm schema te moeten maken, welke genotypen de nakomelingen zullen hebben. Redeneer per factor welke variatie bestaat. b) Als zowel moeder als vader beiden (AaBbCc) waren geweest, hoeveel verschillende genotypen zijn er dan denkbaar? Situatie 7: Gekoppelde factoren In situatie 5 gingen we er stilzwijgend vanuit dat de factoren A, B en C op aparte chromosomen liggen. Mendel wist niet beter; hij kende geen chromosomen. Later bleek hij geluk te hebben gehad; als ook maar twee factoren pal naast elkaar op één chromosoom zouden hebben gelegen, gingen zijn wetten mooi niet meer op. Wat is er aan de hand met gekoppelde factoren? 1. Als twee factoren op elk hun eigen chromosoom liggen, zullen zij ONAFHANKELIJK van elkaar vererven. Zo komt uit de kruising AaBb x AaBb dus in theorie: AABB, AABb = AAbB, AAbb, AaBB, AaBb, Aabb en aabb. Vul zelf maar het onderstaande schema in. AB Ab ab ab AB Ab ab ab AABB aabb 2. Maaaaar. Als factor A zeer dicht bij factor B ligt, zullen ze samen steeds optreden als één geheel. In het linker plaatje heeft een ouder A en B pal naast elkaar liggen. ook de a en b liggen naast elkaar. Deze ouder zal dus alleen maar gameten maken AB en ab. Nooit Ab of ab. In het rechter plaatje heeft de ouder juist Ab en ab gekoppeld. In dat geval zullen eitjes of zaadcellen gemaakt worden met alleen maar Ab en ab en juist niet AB of ab. Gekoppelde factoren heeft Mendel geheel gemist. Morgan heeft in ca 1904 met eindeloze kruisingen met bananenvliegen dit ontdekt. Wij weten nu dat deze vlieg enkele duizenden genen heeft en maar vier chromosomen. Het merendeel is dus altijd gekoppeld! Vraag: Waarom is het gekoppeld zijn van erfactoren een beperking als het gaat om maximale variatie in genotype? Vraag: Van een organisme zijn de factoren PQ gekoppeld en ligt factor R op een ander chromosoom. Een organisme heeft genotype PpQQRr. Welke mogelijke gameten kan dit organisme produceren. Hou rekening met de twee mogelijke liggingen van erffactoren zoals in de figuur hierboven. Situatie 8: Gekoppelde factoren en Crossing over. 33

35 Net zagen we dat het gekoppeld zijn van erffactoren de variatie aan gameten fors kan beperken: factoren komen immers gekoppeld voor en treden dus gezamenlijk op als één geheel. Echter speelt nog een ander proces een rol: tijdens de meiose-i fase is er een moment waarop de chromosoomparen uit vier DNA stukken bestaan; vier chromatiden. Elk chromosoom is dan al verdubbeld. Dit moment van 2 aan 2 chromatiden wordt een tetrade genoemd. Het gekke is dat nu chromatiden over elkaar heen komen te liggen en stukken chromosoom uitwisselen. Het gevolg is dat gekoppeld genen hierdoor weer ontkoppeld raken. Dit verschijnsel crossing-over schijnt altijd wel voor te komen. Wat niet vooraf helder is, is waar deze bruggetjes worden geslagen. Feitelijk is dit een antwoord van de 'natuur' om toch de variatie te behouden in he nageslacht. Zonder dit mechanisme zouden soorten als de bananenvlieg erg op elkaar gaan lijken; er is dan immers te weinig variatie. Wat wel opvalt is dat er wel uitwisseling is tussen chromatiden van de verschillende homologe chromosomen. Nimmer tussen de chromatiden van hetzelfde chromosoom. Dat zou ook zinloos zijn; die zijn elkaars kopie. Vraag: Bij de fruitvlieg Drospohila liggen factoren vestigal en white-eyes op hetzelfde chromosoom; gevolg: veel dieren met korte vleugeltjes hebben ook witte oogjes. Toch komt het voor dat niet alle kortvleugeligen ook witte oogjes hebben; rode oogjes komt ook voor: Een onderzoeker vond na een kruising: 1023 dieren met korte vleugels en witte oogjes, 988 dieren met gewone vleugels en rode ogen maar slechts 34 dieren met korte vleugels en rode oogjes en 27 dieren met gewone vleugels en witte oogjes. Welke getallen zou je verwachten als de factoren vestigal en white-eye niet op hetzelfde chromosoom zouden liggen? Neem aan dat langvleugelig L dominant is over kortvleugelig en Rode ogen (R) dominant over wit (r). Situatie 9., Jongetje, Meisje? 34

36 De mens heeft - zoals je weet - in elke cel 23 paar chromosomen. Uit onderzoek is gebleken dat vrouwen beschikken over twee X-chromosomen en mannen over een X en een Y-chromosoom. Het Y-chromosoom bij de mens herbergt factoren die kenmerkend zijn voor mannelijke fysieke eigenschappen. Een echtpaar kan men dus voorstellen door XX (vrouw) en man (XY). "Kruising" P XX x XY gameten X X en Y F1 XX (dochters) en XY (zonen). 50%-50% verhouding. a. Jongens erven hun X-chromosoom van hun moeder. Geef een goede verklaring. b. Het X-chromosoom bevat heel veel factoren die niet specifiek voor het geslacht zijn. Bij vrouwen wordt in een vroeg embryonaal stadium al in het ééncellig stadium één X- chromosoom uitgeschakeld. (at random). Alleen de overgebleven X-chromosoom is actief. De niet actieve doet wel mee in de celdeling, maar blijft ook in de dochtercellen inactief. Waarom zou dit zo zijn? Geef een mogelijke verklaring. c. Genetici (Erfelijkheids-deskundigen) menen dat het Y-chromosoom slechts heel weinig factoren bevat. Net genoeg om het verschil man-vrouw te maken. Bij enkele mensen komt het verschijnsel trisomie voor: Deze mensen zijn XXY bijvoorbeeld. Google het begrip trisomie en beschrijf welke gevolgen dat kan hebben. Situatie 10: IVF Opdracht: Google naar de betekenis van IVF (Invitro Fertilisatie). Gebruik een zinvolle site om daarna aan elkaar uit te leggen wat IVF inhoudt, voor wie het bestemd is, en wat er zoal gebeurd bij IVF. a. Maak een korte beschrijving van de handelingen rond IVF. b. Google naar de betekenis van 'Vlokkentest'. c. Gebruik Wikipedia voor de oorzaken van het syndroom van Down. Situatie 11.: Erfelijke ziekten. a) Gebruik de site om na te gaan of borstkanker een erfelijke ziekte is. Lees de tekst die op die pagina te vinden is. b) Op dezelfde site vind ik dit plaatje. 35

37 Zoek de pagina op en lees met elkaar wat bedoeld wordt met Autosomaal dominante overerving. c. Ook Autosomaal Recessieve overerving bestaat. Wat is het verschil? d. Leg tenslotte aan elkaar uit wat X-gebonden recessief is en om welke ziekten dat dan gaat. Wat zijn nu der verschillen bij deze ziekten/aandoeningen? Situatie 12. Kanker 1. Gebruik de site om erachter te komen wat kanker nu precies is en hoe het zoal ontstaat. 2. Maak een kort verhaal voor jezelf waarin je de volgende termen gebruikt: ongecontroleerde celdelingen goedaardig kwaadaardig solide kanker niet-solide kanker tumoren 3. Bekijk het filmpje onderaan de pagina en vraag jezelf af of de opgedane kennis van de afgelopen periode-dagen hier op aansluit. Situatie 13. DNA 1. Zoek op wat DNA is, waar de afkorting voor staat en wat DNA te maken heeft met: a) de celdelingen b) de erfelijke factoren c) ontstane ziekten d) DNA-schade (wat is dat?) e) Kanker. 36

38 Situatie 14.: X 2 -test. Wij begonnen in situatie 1 met een proef uit de praktijk. Men kruiste een F1 generatie onderling: P RRgg x rrgg F1 RrGg (uniforme F1: allen heterozygoot voor R en G). F1: RrGg x RrGg gemeten: RG Rg rg rg RG Rg rg rg RG RRGG RRGg RrGG RrGg Rg RRGg RRgg RrGg Rrgg rg RrGG RrGg rrgg rrgg rg RrGg Rrgg rrgg rrgg Fenotypen: RG 9 Rg 3 rg 3 rg 1 Dit betekent dat je bij 556 zaden dus verwacht: verh. Expected Observed RG Rg rg rg Er is dus een verschil tussen wat je op grond van Mendel verwacht en wat je in de praktijk te zien krijgt. Natuurlijk komt de Mendel-verhouding niet exact mooi uit; Het is tenslotte een kansverdeling. En de natuur produceert zaden volgens die kansverdeling.het wil niet zeggen dat er dan ook precies dié aantallen uitkomen. Het aantal jongens en meisjes in NL is ook niet exact 50%-50%. Maaaar. Als de getallen nu zijn: Is dán de verdeling nog wel volgens Mendel? En bij een uitkomst als: is de verhouding 9:3:3:1 wel ver te zoeken. De wiskunde reikt een test aan die de uitkomst die je krijgt al dan niet waarschijnlijk acht. Het werkt als volgt: Men meet de waargenomen aantallen: Observed: O. Men berekent de verwachte aantallen : Expected : E. 2 2 ( O E) Men berekent: X de X 2 staat voor "Chi" spreek uit "gi-kwadraat". E Men berekent het aantal vrijheidsgraden: het aantal variabelen dat niet van elkaar afhankelijk is. In dit geval is dat drie: Weet je drie van de vier uitkomsten, dan ligt de vierde immers vast. 37

39 Berekend: verh. Expected Observed (O-E) 2 /E RG ,01618 Rg rg rg SOM ,4701 In onderstaande tabel, kijkend op de derde regel zien we deze waarde boven de (0,95) liggen. Immer bij 0.95 staat 0,352 als X 2 waarde. Dat betekent dus dat onze uitkomst een waarschijnlijkheid heeft die meer dan 5% heeft. Immer hoe extremer: des te onwaarschijnlijker wordt het dat de uitslag op toeval berust. Dus: deze uitkomst matcht nog met Mendel. Maar bij een uitkomst als: kan dat anders uitpakken: verh. Expected Observed (O-E) 2 /E RG Rg rg rg SOM Hierbij hoort een uitslag van: tussen de 0,05 en 0,025. Met andere woorden: De kans dat je deze uitslag krijgt ligt tussen de 2,5% en 5%. In de wetenschap hanteert men de 5% als grens. Elke uitslag die een waarschijnlijkheid heeft van minder dan die 5% duidt op andere factoren dan op grond van (in dit geval) Mendel mag worden verwacht. Bijvoorbeeld kan het zijn dat de laborant zich vergist heeft, of er zijn gekoppelde factoren in het spel. Dit alles geeft (sterk) afwijkende uitslagen. Ga na of de uitslag: te extreem wordt bevonden of toch nog betrouwbaar. PS: Je GRM kan dit snel berekenen: In Lijst L1 zet je de observed waarden. In lijst L2 zet je de Expected waarden. Dan [STAT]->(TESTS) ->keuze D: X 2 GOF-Test. Vul daar L1, L2 en 3 vrijheidsgraden in. Je kan de gevonden p-waarde als waarschijnlijkheid opvatten. Je hebt nu de tabel niet meer nodig. Laatste pagina hieronder 38

40 Een experiment waarin twee planten worden gekruist levert de volgende uitkomst op: verh? Expected Observed (O-E) 2 /E AB Ab ab ab SOM Bereken of deze uitkomst betrouwbaar genoeg is om de wetten van Mendel te onderschrijven. PS: BIj een gezin met uitsluitend vijf meisjes moet je niet gaan roepen dat de 50-50% verdeling van mannen en vrouwen niet meer opgaat: Je hebt immers wel heeel weinig getallen. Als je echter een dorp met 640 kinderen gaat scannen en vindt 336 meisjes en 304 jongens, kan je X 2 wel gebruiken. In dat geval is er één vrijheidsgraad: Weet je het aantal kinderen én het aantal meisjes, dan is ook het aantal jongens bekend. 1) Ga na dat deze uitkomst niet extreem genoemd moet worden. 2) Probeer uit te zoek 39

41 MODULE SOLANUM -leerlinghandleiding 0 Inleiding 1. Aardappels als volksvoedsel nummer één! 2. Jij als aardappelteler Je bedrijf van 49 ha akkerbouwland. Rassen aardappels en opbrengsten Opbrengstraming in Nederland en EU 3. Plantenziekten en hun verweer Welke ziekten zijn er, - PhytophthoraInfestans Hoe verweert de plant zich ertegen? 4. De aardappelteler kan kiezen: Bescherming tegen phytophtora Keuze voor resistente rassen Klassieke veredeling Moleculaire cisgene modificatie De kosten voor de teler: bestrijdingsmiddelen Kosten op landelijke en Europese schaal. 5. Klassieke veredeling en Moleculaire cisgene modificatie in detail 6. Het practicum: Het onderzoek naar de Resistentiegenen in vijf aardappelrassen. 40

42 0 Inleiding In deze korte lessenserie zal je je oriënteren op een oud en tevens modern probleem: De aardappelziekte Phytophthora. Wat die ziekte betekent, zal in deze lessen duidelijk worden. Je zal grotendeels in groepen van hooguit 3 mensen teksten doornemen en een aantal filmpjes bekijken om de omvang van het probleem goed te kunnen begrijpen. Hiertoe moet je in deze lessen de beschikking over een tablet of laptop hebben. Een smartphone zou wel kunnen, maar kijkt met z'n tweeën toch lastiger, denk ik. In deze twee daagse lessenserie ontdek je aspecten van: de (voedsel)geschiedenis van Ierland hoe de aardappel van Zuid Amerika in Europa is beland wat deze plantenziekte nu eigenlijk inhoudt de manieren waarop planten zich tegen belagers kunnen verweren de aardappelteler. Met welke zaken krijg jij als teler te maken? wat resistentie betekent. de twee grote stromingen van de kweek van resistente rassen Veel plezier. 41

43 1. Aardappels als volksvoedsel nummer één! Geschiedenis Aardappels werden uit Zuid Amerika als voedsel naar Europa gehaald door handelsreizigers. De aardappelplant is vanuit Zuid-Amerika naar Europa gebracht door Spaanse ontdekkingsreizigers. Uit die regio stammen zowel aardappel, tomaat als cacao-plant. Het Azteekse woord voor aardappel is 'chi-potatl'. Hierin zijn woorden als potato en patat te herkennen. Waarschijnlijk nam Diego de Amalya de eerste plant in 1536 mee uit Peru of Chili, waar deze aardappel bekendstond als chunu. De Inca's verbouwden de plant toen al honderden jaren. De aardappelplant groeide ook op grote hoogten in de Andes, waar veel andere planten niet meer kunnen groeien. Op basis van DNA-onderzoek is aangetoond dat alle oude aardappels afstammen van één plant uit zuid-peru. Later zijn er voor het kruisingswerk nieuwe herkomsten verzameld en genenbankcollecties opgebouwd. Monniken waren verantwoordelijk voor de verspreiding van de aardappel vanuit Spanje naar de andere Europese landen. Zij pootten de plant in hun kloostertuinen. Ook in botanische tuinen vond de aardappelplant zijn weg. De aardappel groeit al sinds de Tachtigjarige Oorlog in de Leidse Hortus, sinds 1640 in Groningen en sinds 1689 in Amsterdam. Carolus Clusius plantte in 1588 in Mechelen voor het eerst aardappelen in de tuin van van Pitzemburg. In 1601 schreef hij over de voortplanting van de aardappel door zaad. Men ontdekte dat uit zaad van een paarsbloeiende plant ook witbloeiende planten opgroeiden. Er zijn in Europa door selectie dus waarschijnlijk al vroeg verschillende rassen ontstaan. In Nederland kruiste Petrus Hondius (geboren in 1578 te Vlissingen en overleden in augustus 1621 te Terneuzen) aardappelen met elkaar. Door virusinfecties gingen de rassen echter snel achteruit en werd regelmatig teruggegrepen op zaad. De boeren stonden aanvankelijk weigerachtig tegenover een plant waarvan de stengels en bessen giftig zijn en dachten dat de knollen ook ongezond zouden zijn. In deze tijd werd de aardappel voornamelijk gezien als varkensvoer of voedsel voor de allerarmsten. Pas in 1727 werd de aardappel, voor het eerst in Friesland, als voedsel erkend. Langzamerhand kreeg de aardappel toch steeds meer de rol van volksvoedsel en in de 18e eeuw werd de aardappel in alle Europese landen verbouwd. Vanwege het hoge gehalte aan vitamine C werd de knol ook gebruikt ter voorkoming van scheurbuik op lange zeereizen. (Bron: Wikipedia). De plant is eveneens vanuit Spanje terecht gekomen in Ierland. Mede door de omstandigheden van veel vochtigheid en koud weer, voltrok zich daar rond 1845 een ramp; de plantenziekte Phytophthora heeft vrijwel de gehele oogst voor enkele jaren vernietigd waardoor een voedseltekort en hongersnood ontstonden. Opdracht 1: Bekijk het Engelstalige filmpje over de Irish Famine (Hongersnood) (7 min) (Kijk wel het hele filmpje af) Probeer antwoord te krijgen op de volgende vragen: o Welke ziekte bij aardappelen veroorzaakte de ziekte? o Hoeveel slachtoffers heeft deze hongersnood veroorzaakt? o Wat maakte dat de ziekte zich zo enorm heeft kunnen verspreiden? o Waarom waren boeren arm in die tijd? o Wat hebben boeren geprobeerd om de ziekte tegen te gaan? o Wat was de reactie van sommige boeren? o Hoeveel mensen zijn uiteindelijk Ierland uit gegaan? o Wat maakt dat de makers van het filmpje melden dat het effect van de Famine nog steeds merkbaar is? 42

44 2. Jij als niet biologische aardappelteler Veronderstel dat je teler bent van (niet-biologische) consumptieaardappelen in Nederland. Je bedrijf, dat gesitueerd is in de Noordoostpolder, telt 49 hectare akkerbouwgrond en staat vrijwel geheel geplant met aardappelplanten. Je realiseert jaarlijks een opbrengst van 41 ton aardappelen per hectare. Opbrengstprijs per kg ca 12 cent. Hierbij maakt je bedrijf gebruik van bestrijdingsmiddelen tegen allerlei plantenziekten waaronder aardappelmoeheid en Phytophthora. Opdracht 2. a. Lees het artikel over "Louis Bolk-aardappel" (Zie bronnenlijst op de site) tot en met pagina 9. b. Bespreek in groepjes van 3-4 mensen de volgende vragen: 1. Welke drie infectiebronnen van Phytophthora noemt het artikel? 2. Op welk moment in he jaar is de infectiekans het hoogst? 3. Boeren kunnen kiezen uit vroege rassen, middelvroege en late rassen. Bij welke rassen zullen de meest resistente rassen zitten? 4. Maak een kleine berekening op basis van de gegevens die in de tekst hierboven staan voor de niet-biologische teler. Welke bruto-inkomsten mag jij als niet-biologische teler verwachten? 5. Wat zal je overhouden als je ook nog eens dik euro kwijt bent aan pootgoed en bestrijdingsmiddelen, euro aan loonkosten en euro aan het machinepark? (Alle getallen per jaar!) Met 49 hectare ben je een redelijk fors bedrijf. Stel dat je maar 11 ha aardappels zou hebben, hoe liggen deze cijfers dan? 6. Bekijk deze selectie uit het Bolk-artikel. 7. Welke belangrijke informatie kan je uit deze tabel halen? 8. Stel dat jij als teler overgaat op biologische aardappelen, hoe liggen dan je opbrengsten en inkomsten? Maak een duidelijk overzicht. 43

45 44

46 Lees onderstaande tekst. Aardappelprijs op veiling stabiliseert rond 40 cent 01628AKKERBOUW De veilingklokprijzen van de aardappelrassen Doré, Frieslander en Eersteling lijken zich op dit moment (2012) te stabiliseren op een prijsniveau van rond de 40 cent per kilo. Dorés brachten dinsdag op de klok van The Greenery zo'n 43 cent per kilo op. Ruim een week geleden lag het prijsniveau van deze aardappelen nog dicht tegen de 70 cent per kilo. Op aardappelveiling Alvantho schommelde de prijs van Doré vorige week tussen 60 en 70 cent per kilo. Het prijsniveau van Frieslander zakte eind vorige week op The Greenery tot onder de 40 cent per kilo. Een kleiner aanbod de prijsdaling bij dit ras vooralsnog gestopt. Begin deze week wordt op de klok van The Greenery rond de 37 cent per kilo betaald voor dit ras. In België worden op veiling REO rode en witte Eerstelingen geveild. Vorige week maandag kwam er zo'n 100 ton voor de klok. De markt kon dit aanbod op dat moment niet goed opnemen en de prijs zakte daardoor naar gemiddeld 23 cent per kilo. Daarna herstelde de markt zich en klom het prijsniveau op naar zo'n 46 cent per kilo begin deze week. Het prijsniveau van Bildtstar daalt ook deze week, maar de klokprijs ligt op The Greenery nog altijd boven de 80 cent per kilo. Opdracht 3: a. Kloppen deze gegevens met de 12 cent die jij als niet biologische teler krijgt? Reden? Onderstaande tabel toont de hoeveelheid akkerbouwgrond van Nederland. b. Hoeveel ton aardappels wordt in ons land op jaarbasis geoogst? Klopt dit cijfer met de gegevens die hieronder staan? Tabel 1.0 CBS-cijfers over het gebruik van totale Nederlandse akkerbouwgrond Hectaren grond gebruikt voor: x 1000 Granen Peulvruchten Handelsgewassen Zaden Knol- en wortelgewassen w.v. cons. aardappelen pootaardappelen -NAK-aangeg. zetmeelaardappelen Groenvoedergewassen 210,2 2,8 11,7 13,6 229,3 71, ,0 445,6 45

47 figuur 1.0 Overzicht percentage akkerbouw en aardappelen. Opdracht 4. a. Lees het artikel over "Louis Bolk-aardappel" (Zie bronnenlijst op de site) vanaf pagina 10 tot en met pagina 18. b. Bespreek in groepjes van 3-4 mensen de volgende vragen: c. Leg uit wat hier bedoeld wordt. 46

48 In het artikel wordt gesproken over de voorvrucht. In de biologische akkerbouw wordt gebruik gemaakt van de organische bemesting. Men ziet af van kunstmest, waarvan de nutriënten overigens wel veel sneller voor de plant beschikbaar zijn. In bovenstaande tabel is te zien wat het effect is van het toepassen van wisselteelt: Wie dus het aardappelras 'Nicola' poot nadat het jaar ervoor grasklaver geteelt is, kan een opbrengst van 36,6 ton/ha verwachten. Anders is dit maar 19.0 ton/ha. Opdracht 5. a. Is er een biologische reden waarom het gunstig is om eerst klavers te zaaien? b. Wat zijn mogelijke gevaren als je op een stuk land jaar na jaar hetzelfde (aardappel) gewas gaat telen? c. Lees onderstaande selectie uit het Bolk-artikel. Wat is jouw conclusie? 47

49 3. Plantenziekten en hun verweer De ziekteverwekker: Phytophthora Infestans (bron: databank: groenkennis.nl ) Levenscyclus aardappelziekte (bron: Wikipedia). De aardappelziekte (Phytophthora infestans) overwintert gewoonlijk in besmette knollen die achterblijven op het land. Uit de geïnfecteerde knollen ontwikkelen zich planten die de ongeslachtelijke sporen (sporangia en zoösporen) opleveren. Uit deze sporen kunnen nieuwe infecties ontstaan als het gewas tenminste gedurende vier à acht uur nat blijft, de zogenaamde bladnat-periode, bij een relatieve luchtvochtigheid van meer dan 95%. Na infectie ontstaan bij een temperatuur van graden Celsius binnen enkele dagen met het oog waarneembare symptomen op bladeren en stengels. Na binnendringing van de oömyceet in de plant duurt het 3 tot 5 dagen voordat er nieuwe sporen gevormd worden. Tot de jaren tachtig was in Europa alleen het zogenaamde A1 type aanwezig. Door de introductie van nieuwe A1 en A2 paringstypen in Europa is nu ook de geslachtelijke fase met oösporen aanwezig, die in tegenstelling tot de sporangia en zoösporen gedurende een lange periode buiten de waardplant in leven blijven en minstens drie jaar in de grond overleven. De zoösporen spelen waarschijnlijk pas later in het seizoen (eind juni - begin juli) een rol. Bij de paring van een hyfe van het type A1 met een hyfe van het type A2 worden een oögonium en een antheridium gevormd, waaruit de oöspore ontstaat. Deze eicel wordt binnen een gametangium door een spermatozoïde bevrucht. Uit de oösporen ontstaan sporangia en zoösporangia. De zoösporangia vormen tenslotte de zoösporen. 48

50 Hoe beschermt een plant zich tegen indringers? Een plant kan zich op vele verschillende manieren beschermen tegen indringers. Allereerst is elk blad omgeven met een waslaagje (cuticula) dat de toegang tot de opperhuidcellen een beetje tegenhoudt. Is de indringer eenmaal binnen (via de stomata of wortelharen), dan zal de plant proberen om dié geïnfecteerde delen van de plant te laten afsterven. Meestal gaat dit ook ten koste van de indringer, die daarmee ook sterft. Dit uit zich dan in vlekken op het blad van de plant. Bij vraat treed zelfs een signalering op. Een plant die wordt aangevreten, zendt chemische signalen uit naar andere planten die daarop reageren door hun interne chemie aan te passen. Ook kunnen natuurlijke vijanden van de indringer worden aangetrokken door deze signalering. Voordat de plant is aangevallen, poogt deze indringers af te schrikken met stekels, haren, vieze smaken en dergelijke. Op bacteriën, schimmels en rondwormen hebben deze afweermechanismen niet zoveel invloed. In de biologische landbouw, wijst met chemische bestrijding van de hand; immers komen deze stoffen in de kringloop terecht en vormen een besmetting van zowel gewas als grondwater als mogelijk ook andere (al of niet door ons geconsumeerde) planten. Toch heeft de biologische teler er wél mee te maken. Zij zijn gebaat bij een sterk aardappelras en het liefst bij rassen die resistent zijn voor Phytophthora. De aardappel kan zich beschermen door het in bezit hebben van resistentiegenen tegen deze indringer. De genen coderen voor een proteïne dat aan de buitenkant van het celmembraan van de cellen komt te zitten. De resistentie berust op het herkennen van de infectie door de cellen van de aardappelplant. Hierdoor kan de plant die geïnfecteerde cellen snel isoleren en doen afsterven. Zo krijgt Phytophthora geen/minder kans. Er zijn twee grote stromingen in de bestrijding tegen Phytophthora: 1. Klassieke veredeling Hierbij worden resistente rassen (veelal uit Zuid Amerika) ingekruist met onze Nederlandse rassen. Dit proces kost jaren en jaren van kruisen en veel selecteren. Het maximale resultaat is het inbrengen van één resistentiegen. Men hoopt dat Phytophthora niet tegelijkertijd zodanig muteert dat deze door die resistentie heen breekt.. 2. Cisgene veredeling. Bij dit proces worden de voor resistentie verantwoordelijke genen (na analyse) uit die aardappelplanten geïsoleerd en overgezet in de niet-resistente rassen. De ontwikkeltijd is aanmerkelijk korter en biedt de mogelijkheid méér dan één resistentiegen over te zetten. Opdracht 6: Welke projecten zijn er nu gaande? Bekijk onderstaande video waarin zowel DurPh als Bioimpuls worden toegelicht. 49

51 Lees ook het onderstaande artikel uit de bronnenlijst: durph-project. Beantwoord met elkaar de volgende vragen: a. Uit het laatste artikel wordt gesproken over antibiotica-gen? Waarom moet dat er ook aanwezig zijn? Onderstaand fragment komt van de VIB: Vlaams Instituut voor Biotechnologie: Vraag tussendoor: a. Google op het gen Rpi-blb-2 Kan je het bedoelde gen vinden? (Solanum = aardappel) 50

52 4. De aardappelteler kan kiezen. Uit voorgaande hoofdstukken is het verschil tussen de biologische en niet-biologisch teelt van aardappelen wat meer duidelijk geworden. De biologische teler, die afziet van het gebruik van kunstmest en bestrijdingsmiddelen, moet zich dus in bochten wringen om de besmetting van Phytophthora tot een minimum te beperken. Hij krijgt er hoe dan ook mee te maken. Door gebruik te maken van wisselteelt, juiste bemesting en vroege rassen is de schade in te dammen. Hij blijkt meer last te hebben van een opbrengst die te laag in effectief gewicht is, dan dat Phytophthora hem parten speelt. De niet-biologische teler, heeft andere problemen. Zijn keuze om wel van bestrijdingsmiddelen gebruik te maken, confronteert hem met de dreiging van het steeds moeten herhalen van bespuiting (en de daarmee gepaard gaande hoge kosten en milieubelasting) en van de mogelijke resistentie van de zijde van Phythopthora als hij van rassen gebruik maakt die slechs één resistentiegen bevatten. Op dit moment zijn in ons land twee grote projecten gaande: 2 Filmpjes over het DurPh project en het project Bioimpuls Bekijk ze. 2e filmpje: 3e filmpje: Filmpje over het dilemma Spuiten of modificeren. Uitleg wat de genetische modificatie inhoudt. Bekijk ook deze. 51

53 5. Klassieke veredeling en Moleculaire cisgene modificatie in detail. Opdracht 7. a. Bespreek met je groep/partner wat men feitelijk verstaat onder klassieke veredeling. Mogelijk moet je extra info even via Google opzoeken. b. Maak duidelijk waarom het zo lang duurt voordat de gewenste eigenschap uit de oorspronkelijke aardappelrassen is ingekruist in onze consumptieaardappelen. c. Wat is een linkage-drag? (en anders kijk je even hier: ) Verklaar met behulp van deze tekst (Wikipedia), wat het nut is van cisgene modificatie in vergelijk met transgene modificatie: Cisgenese is het door genetische modificatie overbrengen van een eigenschap binnen een soort of binnen kruisbare soorten van de ene plant naar een andere plant. Als het bij de overbrenging gaat om soortvreemd DNA dan spreekt men van transgenese. Door soorteigen genen te gebruiken vallen een aantal nadelen weg van transgenese, waarbij soortvreemde genen worden ingebracht. Maar omdat dezelfde methoden van inbrengen van de genconstructen worden toegepast als bij transgenese blijven een aantal problemen nog bestaan, zoals onbedoelde mutaties door het inbrengen van genen. [1] Cisgenese kan vooral gebruikt worden bij polyploïde gewassen, zoals de tetraploïde consumptieaardappel en de octoploïde aardbei, omdat traditionele veredeling bij dit soort gewassen moeilijk en tijdrovend is. Ook kan cisgenese gebruikt worden als het gewenste gen héél dicht bij een ongewenst gen ligt, omdat bij de traditionele veredeling het ongewenste gen in deze situatie makkelijk meegaat met het gewenste gen. Men spreekt dan van een sterke koppeling van de beide genen. Opdracht 8. a. In het onderstaande artikel maakt een groepering protest tegen het zomaar inbrengen van genen van andere organismen in bijvoorbeeld de aardappel. Men beweert zelfs dat er geen verschil in 'schadelijkheid' is tussen transgenese en cisgenese. Lees deze tekst hieronder en formuleer hierover je eigen standpunt. De technieken voor cis-genese (het inbrengen van DNA uit verwante soorten) en trans-genese (het inbrengen van DNA uit andere soorten) zijn precies hetzelfde Het opmerkelijke van gentechnologen in dienst van de grote zaad-manipulerende bedrijven is, dat zij hun ingrepen altijd bagatelliseren en zeggen dat er slechts 1 of 2 onschuldige eigenschappen worden toegevoegd (of weggelaten) aan/uit het ontvangende gewas. Hetgeen de multinationals overigens niet belet om niet alleen de techniek, maar direct de hele plant maar te patenteren. De problemen beginnen in de genetische modificatie echter niet met het inbrengen van een nieuw 52

54 stukje DNA, maar met het openknippen van de oorspronkelijke DNA-streng. Dat laatste is een onbestuurbaar proces, waarbij het DNA wordt opengeknipt op alle plaatsen waar een bepaalde volgorde van aminozuren voorkomt. Die volgorde hangt af van de programmering van het enzym dat voor het openknippen wordt gebruikt. Er kunnen dus meerdere open plaatsen ontstaan waar het nieuwe DNA kan landen. Daarnaast is het vaststellen of het gewenste stukje DNA wel is meegekomen, een zeer belangrijk onderdeel van het proces. In dit stadium vallen heel veel gemanipuleerde cellen al af, wanneer blijkt dat de nieuwe eigenschap niet werkt. Dat kan komen omdat het juiste DNA gewoon niet is meegekomen, maar het kan ook veroorzaakt worden doordat een ander gen, het promotor gen, het nieuwe gen niet heeft ingeschakeld. De beschreven processen zijn voor cis-genese (het inbrengen van DNA uit verwante soorten) en trans-genese (het inbrengen van DNA uit andere soorten) precies hetzelfde. Het is dus niet zo dat cis-genese de integriteit van de cel minder zou aantasten dan transgenese, want de techniek van de manipulatie is in beide gevallen precies gelijk. Er is dus ook geen grond voor de stelling dat cisgenese in dat opzicht acceptabeler zou zijn dan transgenese. Wanneer is vastgesteld dat de nieuwe eigenschap inderdaad actief is, komt de vraag naar boven wat precies de wisselwerking is tussen het nieuwe stukje DNA en het ontvangende DNA. Die blijkt sterk afhankelijk te zijn van de plaats op het chromosoom waar het nieuwe DNA terecht is gekomen, en veel ingrijpender dan alleen het inbrengen van 1 of 2 nieuwe kralen in een kralenketting zou doen vermoeden. Alle domino-effecten van het verstoren van de oorspronkelijke DNA-structuur zijn nog nauwelijks in kaart gebracht. Die verstoringen grijpen in op het niveau van de cel-integriteit, die bij de introductie van nieuw DNA wordt geschonden en niet meer wordt hersteld nadien. Bron: Burgers voor gentechvrij voedsel Opdracht 9 a. Uit het volgende artikel, waarin het DurPh project wordt toegelicht, haal ik dit fragment waarin Prof. Dr. Lucas Reijnders zijn mening geeft. Zoek dit fragment op en vergelijk zijn mening met bovenstaande tekst. Bronnenlijst: duurzame resistentie durph2 53

55 6. Het practicum: Het onderzoek naar de Resistentiegenen in vijf aardappelrassen. Nu wij redelijk in kaart hebben gebracht wat de klassieke veredeling en de cisgenese in kan houden, is het tijd geworden om ons eigen onderzoek te gaan uitvoeren. Besef dat dit onderzoek geen modificatie inhoudt, maar een analyse. Wij constateren de mogelijke aanwezigheid van slechts twee resistentiegenen bij diverse groenten, waaronder vijf aardappelrassen. In de zomer van 2013 heb ik vijf aardappelrassen voor dit practicum gepoot en opgekweekt. Enkele van deze rassen werden aangeprezen als resistent tegen Phytophtora en enkele niet. Van alle rassen heb ik kilo's aardappels overgehouden en met smaak opgegeten. Daaraan zal het niet gelegen hebben. Enkele rassen waren inderdaad beter bakbaar, andere kookten in de pan sneller stuk. Er zijn dus verschillen! Deze vijf rassen waren: DORÉ TEXLA MOZART MONA LISA IRENE Je kan op de site waar ik het pootgoed vond, terugvinden, hoe deze rassen werden aangeprezen. Opdracht10: Maak een lijst van deze vijf rassen en zet erbij welke rassen als gevoelig en ongevoelig voor Phytophtora worden verkocht. In het bijbehorend practicum moeten we de volgende zaken leren kennen: 1. De bron van het DNA. Voor de resistentiegenen is gebruik gemaakt van de volgende fragment aan DNA: 2. Het gebruik van de ncbi-database. Er zijn vele genen die in de aardappelplant kunnen zorgen voor de resistentie tegen Phytophtora. Door de genetische variatie die in de schimmel aanwezig is, is het voor de aardappel niet voldoende om over slechts één gen te beschikken. In dit practicum controleren we de aanwezigheid van twee genen: R1 en R3a. Het eerste gen R1 is te vinden in de ncbi-database. Daar maken we verder geen gebruik van, omdat de primers door de WUR zijn geselecteerd. Het andere gen R3a is eveneens een resistentiegen bij de aardappel. Dit kunnen we vinden in de ncbi-database. Hier staat het volledige gen beschreven, helaas zonder de informatie die er aan vooraf gaat (promotor ed). 54

56 Het Gen R1 is helaas niet te traceren; diens primerinfo werd gevonden in een practciumvoorschrift. Er worden nog meer genen beschreven, zoals Rpi-blb2. Naar dit gen is veel onderzoek gedaan en het schijnt in tomaat ook voor te komen. Opdracht 11: a. Maak van onderstaande link gebruik om dit R3a gen te bekijken. b. Maak van onderstaande link gebruik om nadere inspectie te doen van het gen Rpi-blb2. c. Gebruik de informatie van de laatste link om te kijken of de volgende sequenties aanwezig zijn: primer 1: CTTACTCACACCACCGATT primer 2: TCACTCCACACTCTCCAA Welke conclusies trek je over het fragment dat we op deze manier isoleren? d. Hoe verklaar je dat sommige resistentiegenen ook in tomatenplanten zitten? In het komende practicum zullen we gebruik maken van de primers die de genen R1 en R3a detecteren. Wat we NIET detecteren is de DNA-volgorde!. Dat proces heet sequencen en is voor een school vooralsnog een onmogelijke opgave. Mogelijk dat dat in enkele jaren wel op scholen kan gebeuren. Wie weet. In de bijlagen vindt je de complete sequentie van de genen R3a en Rpi-blb2. 55

57 Bijlage 1 Primers voor Solanum Primers voor Solanum. Locus repeat Primer Tm* Tm Alleles size Genbankno R1WURF R1 locus (WUR) CAACCCTGGCATGCCACG 56.9?? R1WURR R1 locus (WUR) CACTCGTGACATATCCTCACT 52.9?? R3aF R3a locus TGGAAGTAGTAGTGCCGACAA bp AY R3aR R3a locus GGAGGACCAACTGCCATAGAA bp AY Control1 chloroplast DNA AGTTCGAGCCTGATTATCCC bp Control1 chloroplast DNA GCATGCCGCCAGCGTTCATC bp 56

58 Opdracht DNA, periode science, ontwikkelingsbiologie en moleculaire biologie, klas 11. (2018) Moderne Moleculaire Genetica. OPDRACHT: Elke deelvraag beantwoorden in overleg in tweetallen. Toevoegen aan je Periodeverslag. Titel: Opdrachten DNA Situatie 1. DNA-opbouw Als het goed is, weet je een aantal dingen nu van DNA: 1. Het is in ELKE cel aanwezig. 2. Het DNA in elke cel is identiek. 3. DNA werkt regulerend op de cel-processen en dus zal het DNA in je oog een andere rol moeten vervullen dan de cellen van je lever, darm, blaas, etc 4. DNA is de matrijs (blauwdruk, voorschrift) voor de eiwitten die de cel maakt. 5. Eiwitten vormen grotendeels je lichaam (celmateriaal, haren, nagels, huid, etc), naast andere stoffen als water en vet bijvoorbeeld. 6. Eiwitten bestaan (moleculair) uit bouwstenen: aminozuren. In de natuur zijn 20 aminozuren bekend waarmee miljarden soorten eiwitten worden gevormd. De volgorde wordt gedicteerd door het DNA. 7. DNA in elke cel wordt in de kern 'overgeschreven/gekopieerd' in RNA. dit RNA vormt het 'voorschrift' aan de hand waarvan eiwitten worden gemaakt. transcriptie is het overschrijfproces in de kern van de cel (DNA->RNA) translatie is het vertaalproces van RNA-> aminozuurvolgorden = productie van het eiwit. 8. Eiwitten: a) Structuur: haren, nagels, alle eiwitten in de cel die verstevigend werken, de trekdraden van de celdeling.. de verbindingen waarmee cellen elkaar vasthouden b) Enzymen: in elke cel zijn honderden enzymen werkzaam die chemische processen doen laten plaatsvinden, die zonder die enzymen niet gebeuren. De hele vertering in ons lichaam is van enzymen afhankelijk. c) Afweer: ons afweermechanisme is totaal afhankelijk van eiwitten die cellen herkennen d.m.v. een match. Lichaamsvreemde cellen hebben eiwitten op de buitenkant die niet herkend worden en dus moeten worden opgeruimd. Beantwoord (met elkaar) de volgende vragen 1. Wat kan het effect zijn als er - door wat voor oorzaak dan ook - fouten ontstaan in het DNA? 2. Wat kan er in een cel gebeuren als een virus binnendringt en zijn (?) DNA bij dat van de cel voegt? 3. Wat kan de oorzaak zijn dat bepaalde bacteriën niet worden bestreden in een lichaam? 4. Zoek op (Google..) hoe DNA in de cel (deels) tot zwijgen wordt gebracht: in een levercel hoeven immers geen eiwitten worden gemaakt die voor je oog van belang zijn.. Situatie 2. De ontdekking van het DNA 1. Zoek uit wanneer DNA als 'stof' is ontdekt. 2. Zoek uit wie de structuur van het DNA (vorm van het molecuul) heeft ontdekt en wanneer dát was. 3. DNA blijkt te bestaan uit twee in elkaar gedraaide strengen 57

59 Zoek een goede tekening van het DNA op (Google) en beschrijf welke kenmerkende onderdelen aanwezig zijn. (Ook mogelijk als je geen scheikunde en/of bio hebt). 4. James Watson benadrukt in 1963 dat het dubbelstrengs-zijn van het DNA enorme consequenties leek te hebben. Hij had (toen al) gelijk. Wat bedoelde hij? (Bron: rshbiologie -> dnalinks -> Watson & Crick original article ) 5. Wat is een mutatie? (weet je het niet? OPZOEKEN!) 6. Iemand die een uur in de zon licht, doet 5000 mutaties in zijn huidcellen op. Waarom heeft dergelijke celschade toch niet meteen grote gevolgen? 7. Onderstaand plaatje is een model van het DNA=molecuul: Leg in een paar zinnen uit wat hier te zien is. Tegenover A zit altijd en tegenover een C zit altijd 8. Als het DNA maar vier soort 'basen' heeft (A,T,C en G), hoe kan het dat de DNA-code van mensen zo uniek is dat geen twee mensen (op eeneiige tweelingen na) gelijk zijn. 9. Als ik als mens van elk paar chromosomen de helft van mijn moeder kreeg en de andere helft van mijn vader, dan is dus de helft van mijn DNA van ma en de helft van mijn pa afkomstig. Dat DNA verknipt is tot 23 chromosomen doet er eigenlijk niet zo toe. Klopt deze redenering? 10. Als je deze dubbelstreng ziet en je weet dat ons genoom per cel uit 3 miljard baseparen bestaat, hoe snel gaat de DNA-verdubbeling dan als de voorbereidende fase voorafgaand aan de mitose misschien maar acht uur duurt? We weten dat de replicatiesnelheid ca 50 baseparen (bp) per seconde is. Welke conclusie moet je dan trekken over het replicatieproces? Wat heeft dit met het onderstaande plaatje te maken? 58