Hoofdstuk 3: Hoe erven eigenschappen over?
3.1 De organisatie van voortplanting
Voortplanting in een conceptmap
1. Hieronder staan termen die van toepassing zijn op de voortplanting, en een schema met lege plekken. Dit schema staat ook in de leerlingenhandleiding. Vul de termen op de juiste plekken in (sommige termen kun je vaker gebruiken).
Normaal aantal chromosomen - 4 spermacellen (gameten) - Meiose - Helft van normaal aantal chromosomen - Genen (gen) - Eigenschappen van de cellen - Allelen (allel) - Mitose - DNA - Eiwitten - 2 cellen
Aantekening bij onderstaand schema: een zygote is een bevruchte eicel.
Organisatieniveaus
2. De termen en processen in het schema zijn te ordenen in verschillende organisatieniveaus:
- Organismeniveau
- Celniveau
- Molecuulniveau
Geef met verschillende kleuren potlood in de kantlijn aan op welk niveau de weergegeven termen en processen te ordenen zijn. De verschillende niveaus kunnen vaker dan eens voorkomen.
Haploïd en diploïd
3. Zet een kruisje bij alle termen in het schema waarin haploïde cellen een rol spelen.
4. Zet twee kruisjes bij alle termen in het schema waarin diploïde cellen een rol spelen.
Moleculaire seks
5. Iemand zegt: “Seksuele voortplanting is eigenlijk een moleculair proces.” Leg uit wat deze persoon hiermee zou kunnen bedoelen.
Mocht je meer informatie nodig hebben, kijk dan op:
http://www.bioplek.org/animaties/cel/mitose.html
http://www.bioplek.org/animaties/cel/meiose.html
http://www.bioplek.org/animaties/erfelijkheidsleer/chromosoom2.html
3.2 Overerving in tabellen en schema’s
In het vorige hoofdstuk heb je geleerd over Cystische Fibrose. Deze ziekte erft recessief over. Dat wil zeggen: je hebt twee defecte allelen nodig om daadwerkelijk ziek te worden. Met maar één defect allel heb je nergens last van en ben je alleen maar drager van de ziekte. In de erfelijkheidsleer wordt in dit geval gezegd dat het gezonde allel ‘dominant’ is over het ziekmakende allel.
Theorie: overervingsvormen
Het overervingspatroon dominant en recessief zie je bij verschillende eigenschappen. Een voorbeeld hiervan is het type oorsmeer. Het allel voor nat oorsmeer is dominant over het allel voor droog oorsmeer. Als je inzoomt op het betreffende gen ABCC11, blijkt dit gen de instructies te bevatten voor een kanaal-eiwit. Dit eiwit transporteert olie-achtige stoffen vanuit de cel naar het oorkanaal. Daar mengt de olie zich met schilfertjes en andere ‘troep’. Het resultaat is oorsmeer. Een goedwerkend kanaal levert nat oorsmeer.
Een veel voorkomende variatie in de DNA-code van het gen ABCC11 geeft op plekje 538 in het gen een T in plaats van een C. Deze verandering heeft tot gevolg dat het kanaal geen olie-achtige stoffen meer transporteert.
In onderstaande tabel staan de verschillende genotypes en fenotypes voor oorsmeer.
| Allel 1 | Allel 2 | Genotype | Fenotype | Biologische verklaring |
|---|---|---|---|---|
| Nat | Nat | NN | Nat oorsmeer |
Twee goedwerkende kanalen transporteren olie-achtige stoffen naar het oorsmeer, waardoor het oorsmeer vettig is. |
| Droog | Droog | nn | Droog oorsmeer |
Er zijn geen goedwerkende kanalen die olie-achtige stoffen naar het oorsmeer transporteren, waardoor het oorsmeer droog en korrelig blijft. |
| Nat | Droog | Nn | Nat oorsmeer |
Er is één goedwerkend kanaal dat olie-achtige stoffen naar het oorsmeer transporteert, waardoor er voldoende vettigheid in het oorsmeer komt. |
Het genotype wordt in de tabel uitgedrukt in letters. Het dominante allel wordt vaak met een hoofdletter genoteerd, en de recessieve eigenschap met een kleine letter.
Veel vaker is er sprake van intermediaire overerving (ook wel incomplete dominantie genoemd). In dat geval is het fenotype een mengvorm van beide allelen. Een voorbeeld hiervan is de bloemkleur bij Leeuwenbekjes. Onderstaande tabel geeft hier inzicht in.
| Allel 1 | Allel 2 | Genotype | Fenotype | Biologische verklaring |
|---|---|---|---|---|
| Rood | Rood | KRKR | Rode bloem |
Veel rood pigment wordt aangemaakt, waardoor de bloem rood kleurt. |
| Wit | Wit | KWKW | Witte bloem |
Er wordt geen pigment aangemaakt, waardoor de bloem wit blijft. |
| Rood | Wit | KRKW | Roze bloem |
Er wordt rood pigment aangemaakt, maar onvoldoende voor een volledig rode kleuring. De bloem kleurt licht-rood: roze. |
Stel dat oorsmeer intermediair zou zijn, dan zou het genotype Nn oorsmeer opleveren dat een beetje nat is, maar niet zo nat als bij genotype NN.
Tot slot is er nog zoiets als co-dominante overerving. Bij deze vorm van overerving komen beide allelen gelijkwaardig tot expressie in het fenotype. Het grote verschil met intermediaire overerving is dat daar in het fenotype een mengvorm optreed van beide allelen. Terwijl bij co-dominantie beide allelen naast elkaar tot uiting komen. Een voorbeeld hiervan is de bloemkleur bij de Japanse roos. Onderstaande tabel geeft hier inzicht in.
| Allel 1 | Allel 2 | Genotype | Fenotype | Biologische verklaring |
|---|---|---|---|---|
| Roze | Roze | KRKR |
Roze bloem |
Roze pigment wordt aangemaakt, waardoor de bloem roze kleurt. |
| Wit | Wit | KWKW |
Witte bloem |
Er wordt geen pigment aangemaakt, waardoor de bloem wit blijft. |
| Roze | Wit | KRKW | Gevlekte bloem
|
Er wordt roze pigment aangemaakt in bepaalde delen van de bloem. In andere delen wordt geen pigment aangemaakt en blijft de bloem wit. Het resultaat is een gevlekte bloem. |
Oefenen met stambomen en kruisingsschema’s
Stambomen en kruisingsschema’s zijn hulpmiddelen om beter te begrijpen hoe eigenschappen overerven.. Voor het ene vraagstuk zal je zien dat een stamboom het beste inzicht geeft, terwijl het andere vraagstuk beter is op te lossen met een kruisingsschema.
Stamboom
In een stamboom is de familiehistorie van een bepaalde eigenschap gegeven. Mannen in een stamboom worden aangegeven met vierkanten, vrouwen met cirkels. Een persoon met de betreffende eigenschap (of aandoening) is gekleurd. Als er andere informatie in de boom wordt weergegeven, zoals dragerschap, staat dit erbij in een legenda of bijschrift. Hieronder staat een stamboom van de eigenschap ‘kleurenblindheid’.
1. Kun je op basis van deze stamboom onderstaande vragen beantwoorden?
a. Welk overervingspatroon heeft kleurenblindheid? Kies uit dominant, recessief, intermediair of co-dominant.
Aanpak: Probeer het genotype bij de verschillende personen in de stamboom te noteren. Hierbij begin je met een willekeurig overervingspatroon (bijvoorbeeld dominant) en kijk je of je de stamboom compleet kunt invullen, zodat het genotype klopt bij het fenotype. Als je vastloopt, weet je dat dit overervingspatroon niet klopt en probeer je een nieuwe.
De mutatie die kleurenblindheid veroorzaakt, zit in een gen in een geslachtschromosoom.
b. In welk chromosoom bevindt zich deze mutatie?
Aanpak: Probeer bij ieder aangedaan persoon in de stamboom te noteren of de mutatie in het Y- of het X-chromosoom zou kunnen liggen. Vergeet niet dat op het X-chromosoom andere genen liggen dan op het Y-chromosoom. Een man kan dus niet homozygoot zijn voor een gen dat op een geslachtschromosoom ligt.
Kruisingsschema
Een kruisingsschema is een tabel waarin je kunt zien welke mogelijke genotypes een vader en moeder kunnen krijgen. Alleen het genotype staat in de tabel genoteerd, het fenotype wordt niet gegeven. Hieronder zie je een leeg kruisingsschema voor de eigenschap ‘sproeten’.
Om de allelen van de vader en moeder in te kunnen vullen, moet je eerst bedenken wat het genotype is. Hiermee kun je de rest van de tabel invullen. Het genotype bestaat uit twee allelen (letters). Ieder allel komt in een aparte rij (moeder) of kolom (vader) te staan.
In dit geval is het genotype van de moeder ss, en van de vader Ss. In de vier lege vakken komen vervolgens de combinaties van allelen te staan. Er zijn vier mogelijke combinaties. Hieronder is het kruisingsschema helemaal ingevuld:
De pijlen geven aan waar welk allel moet worden ingevuld: Allel S van de vader wordt in alle vakjes in dezelfde kolom ingevuld. Hetzelfde gebeurt met allel s van de vader.
Vervolgens wordt het eerste allel s van de moeder in alle vakjes van dezelfde rij ingevuld. Tot slot is het tweede allel s van de moeder aan de beurt.
2. De moeder heeft sproeten, de vader niet.
a. Kun je op basis van dit kruisingsschema zeggen op welke manier de eigenschap sproeten overerft?
Aanpak: Begin bij een willekeurig overervingspatroon (bijvoorbeeld dominant) en bekijk of het genotype (let op hoofdletters en kleine letters) van de ouders past bij het gegeven fenotype.
In een kruisingsschema zijn de vier mogelijke allelcombinaties zichtbaar. Als de ouders een kind krijgen is de kans dat dit kind een bepaalde allelcombinatie krijgt 1/4e (of 25%).
b. Wat is de kans dat dit stel een kind met sproeten krijgt?
Aanpak: Bepaal hoeveel allelcombinaties in het kruisingsschema leiden tot een kindje met sproeten. Vermenigvuldig dit aantal combinaties met 1/4e (of 25%) om de totale kans te verkrijgen. Voorbeeld: stel dat drie vakjes in het schema nakomelingen met sproeten zouden zijn, dan is de kans dat dit stel een kindje met sproeten krijgt (3 x 1/4e) 3/4e (of 75%).
Het principe achter een kruisingsschema is nu uitgelegd. Kijk maar eens of je onderstaande vraag zelf kunt beantwoorden met je nieuw verworven kennis.
3. Jan en Iris hebben allebei nat oorsmeer. Zij krijgen een dochter met droog oorsmeer. Iris is in verwachting van een tweede kind. Wat is de kans dat dit kind ook droog oorsmeer heeft?
Aanpak: Bepaal eerst het genotype van beide ouders.
Oefenen met examenvragen
Het lijkt nog ver weg, maar het kan geen kwaad om alvast te oefenen met examenvragen. Daarnaast kun je gelijk oefenen met stambomen en kruisingsschema’s. Bepaal zelf welke methode voor jou het fijnst werkt.
Kleurenblindheid
Rood-groen kleurenblindheid is een X-chromosomale afwijking.
3. Welk van de volgende beweringen is zeker juist? Omcirkel het juiste antwoord.
A De moeder van een rood-groen kleurenblinde zoon heeft altijd minimaal één chromosoom met het allel voor de afwijking.
B De moeder van een rood-groen kleurenblinde zoon is ook kleurenblind.
C De moeder van een rood-groen kleurenblinde zoon is nooit kleurenblind
D De vader van een rood-groen kleurenblinde zoon is altijd kleurenblind.
E De vader van een rood-groen kleurenblinde zoon is drager van de erfelijke afwijking.
F De vader van een rood-groen-kleurenblinde zoon is nooit kleurenblind.
(bron: Examen HAVO 2010-I)
Eendagshaantjes
In de pluimveehouderij worden in Nederland jaarlijks tientallen miljoenen eendagshaantjes gedood. Dit cijfer is te vinden in het rapport ‘Alternatieven voor doding van eendagskuikens’, in 2007 opgesteld in opdracht van het ministerie van Landbouw, Natuur en Voedselkwaliteit (LNV).
Bij legrassen zijn de haantjes niet in tel. Ze zijn ook niet geschikt om tot slachtkuiken uit te laten groeien. De eendagshaantjes worden daarom gedood en tot diervoer verwerkt of als prooidieren verkocht aan dierentuinen. Er wordt onderzoek gedaan naar manieren om dit te voorkomen. Bijvoorbeeld door te bewerkstelligen dat er geen, of veel minder haantjes uitkomen. Een andere mogelijkheid is een vroege geslachtsbepaling van versgelegde eieren. Alleen de ‘vrouwelijke’ eieren (eieren met een vrouwelijk embryo) gaan dan de broedmachine in.
Net als bij de mens wordt het geslacht van bij hoenders bepaald door de geslachtschromosomen. Anders dan bij de mens is bij hoenders het vrouwtje het heterogamete geslacht (met de geslachtschromosomen Z en W) en het mannetje het homogamete geslacht (met twee Z geslachtschromosomen).
Het is in theorie mogelijk om het ontstaan van haantjes onder de nakomelingen selectief tegen te gaan, door te voorkomen dat bepaalde gameten gevormd worden.
4. Van welke gameten dient hiertoe de vorming te worden voorkomen? Omcirkel het juiste antwoord.
A Alleen van eicellen met het W-chromosoom
B Alleen van eicellen met het Z-chromosoom
C Alleen van spermacellen met het Z-chromosoom
D Van eicellen én spermacellen met het Z-chromosoom
(bron: Examen VWO 2011-II)
Man of vrouw?
Soms is het onduidelijk of iemand een man of een vrouw is. Meestal is er dan ook sprake van onvruchtbaarheid.
Soms groeit een genotypische jongen (genotype XY) fenotypisch uit tot een meisje dat onvruchtbaar is. Oorzaak kan zijn de uiterst zeldzame recessief autosomaal overervende afwijking ADS (5-Alfareductase Deficiëntie Syndroom). Door het ontbreken van een enzym wordt het geproduceerde testosteron niet omgezet in dihydrotestosteron, dat de vermannelijking van de uitwendige geslachtsorganen stimuleert. Bij een andere afwijking, het AOS (Androgeen Ongevoeligheid Syndroom), is er sprake van een afwijking van een gen in het X-chromosoom. Kinderen met dit syndroom hebben het genotype XY, maar het receptoreiwit dat door het afwijkende recessieve gen gecodeerd wordt is niet gevoelig voor testosteron en ook niet voor dihydrotestosteron. Daardoor ontwikkelen ook deze kinderen zich fenotypisch tot een (onvruchtbaar) meisje.
5. In een roman van Eugenides komt een XY-meisje Calliope voor met de afwijking ADS. In de afbeelding is de stamboom van haar familie weergegeven. Twee van haar grootouders (nummer 4 en nummer 5) zijn broer en zus.
a. Leg uit aan de hand van de stamboom dat Calliope ADS geërfd kan hebben van haar grootvader (nummer 2 in de stamboom).
b. Leg uit dat Calliope géén AOS geërfd kan hebben van haar grootvader (nummer 2 in de stamboom).
In de VS openbaart zich de aandoening AOS bij 1 op de 13.000 tieners.
c. Wat is dan de frequentie van het recessieve allel dat verantwoordelijk is voor AOS bij de genotypische volwassen vrouwen in de VS? Omcirkel het juiste antwoord.
A 0
B 8,8 ⋅10-3
C 1,5 ⋅10-4
D 7,7 ⋅10-5
E 2,4 ⋅10-8
(bron: Examen VWO 2008-II)
3.3 Jo-jo-en met genetica
In dit practicum bekijk je nauwkeuriger hoe de overerving verloopt van ouder op kind en hoe dat zit met voortplantingscellen en de chromosomen die het DNA bij zich dragen dat van ouder op kind wordt doorgeven. Werk bij deze opdracht in tweetallen.
Je gaat een gezinssituatie ‘genetisch’ nabootsen. Het gaat om het volgende gezin (maar het zou ook je eigen gezin kunnen zijn):
| Erfelijk kenmerk | Vader | Moeder | Carla | Melanie | Paul |
|---|---|---|---|---|---|
| Bloedgroep | A | B | AB | O | A |
| Oorsmeer | nat | droog | nat | droog | nat |
| PTC proeven | niet | beetje | beetje | beetje | beetje |
| Gevoeligheid voor bloedverdunners | gemiddeld | gevoelig | gemiddeld | gevoelig | gemiddeld |
Bloedgroep
In het schema hieronder zie je welke bloedgroepen een kind kan hebben, als de bloedgroepen van de ouders bekend zijn. Let op: Een moeder met het fenotype ‘bloedgroep B’, kan het genotype ‘IBIB’ of ‘IBi’ hebben.
| Vader | Moeder | Kind |
|---|---|---|
| 0 | 0 | 0 |
| 0 | A | A of 0 |
| 0 | B | B of 0 |
| 0 | AB | A of B |
| A | A | A of 0 |
| A | B | A, B, AB of 0 |
| A | AB | A, B of AB |
| B | B | B of 0 |
| B | AB | A, B of AB |
| AB | AB | A, B of AB |
Oorsmeer
De meeste mensen in Europa hebben nat oorsmeer. In Azië, bijvoorbeeld in Japan hebben veel mensen droog korrelig oorsmeer. Men denkt dat nat oorsmeer de kans verkleint op infecties in een natter klimaat. Wat de functie van droog oorsmeer zou zijn is voor onderzoekers nog een raadsel. (Bron)
In de theorie van opdracht 3.2 staat het moleculaire mechanisme van oorsmeer in meer detail uitgelegd.
Bitter proeven
Mensen hebben verschillende smaakreceptors op hun tong zitten. Één van die smaakreceptors, TAS2R38, is verantwoordelijk voor het proeven van een bittere stof die je veel aantreft in kolen, zoals spruitjes en broccoli. De receptor reageert ook op een chemisch stofje ‘PTC’. Mensen die functionerende TAS2R38-receptoren hebben vinden PTC bitter en vaak vies smaken. Er zijn ook mensen bij wie deze receptor niet functioneert en voor hen smaakt PTC dan ook nergens naar.
Het kunnen proeven van bitter zou onze voorouders vroeger wel eens beschermd kunnen hebben tegen gifstoffen uit planten. Die smaken vaak ook bitter. Toch geldt dit vooral voor kinderen. Volwassenen kunnen wennen aan de bittersmaak en vinden het vaak helemaal niet vies.
Kun jij bitter proeven?
Je kunt eenvoudig zelf testen of jij goed functionerende TAS2R38-receptoren hebt. Vraag je docent om een proefstrookje met PTC en leg deze op je tong. Soms is het nodig om een paar keer goed te smakken, voordat de smaak vrij komt. Wat proef je? (het kan fijn zijn om een pepermuntje bij de hand te hebben…)
- Ik proef papier: Je hebt twee allelen die een niet functionerende TAS2R38-receptor opleveren.
- Ik proef een bittere smaak: Je hebt waarschijnlijk één allel die een niet-functionerend TAS2R38-receptor geeft, en één allel die een goed functionerend TAS2R38-receptor geeft.
- Ik proef een zeer sterke bittere smaak (BAH!!!): Je hebt twee allelen die een goed functionerende TAS2R38-receptor opleveren.
Het maakt voor deze proef uit of je vlak van te voren hebt gegeten of gerookt. Ook als je verkouden bent, kan het zijn dat de bittersmaak minder intens is dan je zou verwachten op basis van je DNA. Daarnaast maakt het ook nog uit of jij gewend bent om bittere dingen te eten (zoals spruitjes en andere koolsoorten), of dat je dit niet zo vaak eet.
Bloedverdunner gevoeligheid
Het enzym VKORC1 (Vitamine K epOxide Reductase Complex 1) reguleert de hoeveelheid vitamine K in het bloed door de inactieve vorm om te zetten naar de actieve vorm. Vitamine K is belangrijk bij de bloedstolling. Als je bloedverdunners krijgt voorgeschreven, is het aan te raden om te testen welke varianten van het gen VKORC1 je hebt. Afhankelijk van de uitslag krijg je dan een aangepaste dosis voorgeschreven: 5-7 mg/dag bij genotype GG en GA, en 3-4 mg/dag bij genotype AA (deze dosering wordt gehanteerd in Amerika, in Nederland geldt een andere richtlijn). Een te hoge dosis bloedverdunners kan leiden tot complicaties bij (interne) bloedingen die kunnen leiden tot sterfte. (Bron: richtlijnen CPIC dosering oktober 2011)
Meer weten over geneesmiddelen op maat? Zoek op internet naar ‘farmacogenetica’.
Simuleren met papierstroken
Je gaat zo dadelijk van een vader en een moeder bepalen hoe hun 3 chromosomen met 4 genen eruit zien. Deze puzzel is op te lossen omdat je het fenotype van de kinderen en hun ouders weet. Mensen hebben 46 chromosomen (23 paar) in elke lichaamscel, maar we beperken in deze opdracht het aantal chromosomen tot 3 paar.
Benodigdheden
- 2 lege witte vellen A4-papier
- Plakstift (Pritt-stift)
- stroken gekleurd papier (3 kleuren met licht en donker)
- Binas (of Biodata, tabel 4.3 Gametogenese en bevruchting).
De stroken gekleurd papier stellen homologe chromosomen voor. Zie voorbeeld hiernaast. Gebruik 3 kleuren met een lichte en een donkere variant om de verschillende homologe chromosomen aan te duiden. In het voorbeeld hiernaast is het chromosoom met de bloedgroep-allelen al voor je ingevuld.
De witte A4-tjes stellen de primaire oöcyt van moeder en de primaire spermatocyt van vader voor, waaruit de zaadcellen en eicellen worden gevormd (zie Binas of Biodata). Dit proces wordt ook wel gametogenese genoemd.
1. De voorbereiding
a. Eén vel hoort bij de moeder en één vel hoort bij de vader. Noteer de woorden ‘vader’ en ‘moeder’ op de betreffende vellen.
b. Zet op elk A4-vel de ‘naam’ van de cel. Zie voorbeeld hiernaast.
c. Schrijf de plaats waar deze cellen zich in het lichaam bevinden ook op elk vel.
2. Relatie tussen gewone lichaamscellen en geslachtscellen
a. Voordat je verder gaat moet je eerst bedenken hoe de chromosoomsamenstelling is van de cellen waaruit primaire oöcyt en de primaire spermatocyt zijn voortgekomen (zie Binas tabel 86D of Biodata tabel 4.3 Gametogenese en bevruchting). Hebben deze cellen dezelfde chromosoomsamenstelling als de oöcyt en spermatocyt?
b. Zijn oöcyt en de spermatocyt ontstaan door mitose of meiose?
c. Zijn deze cellen diploïd of haploïd?
3. Allelen zijn verantwoordelijk voor de kenmerken
a. Elke eigenschap wordt in deze opdracht veroorzaakt door één gen. Elk gen heeft verschillende allelen. Noem de allelen voor elk van de vier genen: Bloedgroep (ABO-gen), Oorsmeer (ABBCC11-gen), PTC proeven (TAS2R38-gen) en Gevoeligheid voor bloedverdunners (VKORC1-gen).
b. Bedenk van iedere eigenschap hoe deze overerft. Geef op basis van dit overervingspatroon ieder allel een lettercode (kleine letter of hoofdletter) en noteer deze lettercode bij het antwoord van opdracht 3a.
c. Hoeveel stroken papier heb je nodig om 3 paar homologe chromosomen met verschillende allelen samen te stellen?
d. Plak de chromosomen op de witte A4-vellen.
e. Bepaal waar op de chromosomen de verschillende genen liggen. Laat het resultaat controleren.
Hint: het gen voor de bloedgroep ligt NIET samen met een gen voor één van de andere eigenschappen op hetzelfde chromosoom.
f. Leg uit hoe je kan weten dat zowel de vader als de moeder heterozygoot zijn voor het bloedgroepgen?
g. Schrijf de lettercode van alle allelen (vraag 3b) bij ieder gen op de chromosomen van vader en moeder.
4. DNA-replicatie
a. Leg uit in eigen woorden wat DNA-replicatie is.
b. In welk deel van de celcyclus vindt die kopiëring plaats (gebruik Binas of Biodata)?
5. Gameetvorming en nakomelingen
a. Pak nieuwe vellen papier en eventueel nieuwe stroken. Je gaat het proces van de gameetvorming (gametogenese) bij vader en moeder nabootsen.
b. Hoeveel verschillende zaadcellen (= mogelijke combinaties van allelen) kan de vader vormen? En hoeveel de moeder? Teken ze eventueel uit.
c. Probeer nu zelf, met de papierstroken, de juiste combinaties te maken die passen bij de nakomelingen. (Carla, Melanie en Paul).
d. Kun je alle nakomelingen maken met de bijbehorende kenmerken? Ja of nee?
e. Klopt de door jullie gemaakte verdeling van de kenmerken over de chromosomen? Ja of nee? Leg uit waarom wel of waarom niet.
f. Pas zo nodig de verdeling van de kenmerken over de chromosomen aan. Noteer de door jullie gemaakt veranderingen hieronder zo duidelijk mogelijk.
g. Vul nu onderstaande tabel in:
3.4 Hoe erft bloemkleur over?
Je hebt een zaadveredelingsbedrijf. Er is belangstelling voor een nieuw plantenras. Het ras kan witte, rode, gele of oranje bloemen hebben. Je wilt zaden aan de mensen leveren waarbij het zeker is of er rode, gele, witte of oranje bloemen uit komen.
Je weet niet hoe die kleuren overerven. Om er achter te komen welke erfelijke eigenschappen dominant, recessief of co-dominant zijn heb je 22 kruisingen gedaan en je heb nu de gegevens van die 22 proefveldjes binnen (werkblad 1 tot en met 4; op te halen bij de docent). Bij de kruisingen maakte het niet uit welke plant de eicellen en welke plant het stuifmeel leverde. De omgekeerde (reciproke) kruising gaf dezelfde resultaten.
Je moet nu gaan uitzoeken:
Hoe de erfelijke eigenschappen voor de verschillende bloemkleuren overerven (dominant, recessief, co-dominant) en welke combinatie van erfelijke eigenschappen welk uiterlijk geeft.
Welke planten je moet gaan kruisen zodat je nakomelingen krijgt met dezelfde bloemkleur (alleen oranje, alleen rode, alleen witte of alleen gele bloemen).
Uitvoering
Klik hier voor de werkbladen.
Neem 5 minuten om met elkaar een voor een de bladen met de resultaten van de proefveldjes te bekijken. Kijk of je wonderlijke resultaten ziet die je op het eerste gezicht niet zou verwachten. Je moet vooral verklaringen vinden voor de kruisingen waar ouders er hetzelfde uitzien, maar de nakomelingen die ze krijgen verschillend zijn. Probeer ook verklaringen te vinden voor de verhouding tussen de verschillende kleuren van de nakomelingen.
Stel vragen wanneer je niet snapt wat je ziet en maak daarna en plan om het probleem op te lossen: hoe erft een bloemkleur over?
Tips
Begin systematisch bij het eerste werkblad en probeer uit te vinden wat de erfelijke eigenschappen (genotype) van de ouders en de nakomelingen zijn. Probeer daaruit af te leiden welke kleur dominant recessief of co-dominant is. Let vooral op de kruisingen waar de ouders hetzelfde zijn maar de nakomelingen verschillend. Kijk ook wat de verhoudingen zijn tussen de aantallen van de verschillende fenotypen van de nakomelingen. Je kunt daarbij gebruik maken van de tabel in de leerlingenhandleiding die bij de verschillende werkbladen hoort.
1. Vul het mogelijke genotype in van de ouders in de tabel
2. Vul de mogelijke genotypen in van de nakomelingen + de percentages waarin die genotypen waarschijnlijk voorkomen.
3. Bekijk kruisingen 1 t/m 6. Wat is je conclusie over de manier van overerven van de erfelijke eigenschappen voor rode en witte bloemen?
4. Bekijk kruisingen 7 t/m 12. Wat is je conclusie over de manier van overerven van de erfelijke eigenschappen voor gele en witte bloemen?
5. Bekijk kruisingen 13 t/m 16. Wat is je conclusie over de manier van overerven van de erfelijke eigenschappen voor rood, gele en oranje bloemen?
6. Bekijk kruisingen 17 t/m 22. Wat is je conclusie over de manier van overerven van de erfelijke eigenschappen voor gele en witte bloemen?
3.5 Kruisen met katten
Een cattery is een kattenfokkerij. De meeste catteries verkopen hun kittens. Een raskat kost ongeveer 500 tot 750 euro, met uitschieters naar 1500 euro! Je krijgt er dan inentingen bij, een medisch dossier en een stamboom. Een kat mét stamboom is veel meer waard.
Hestia
Op een nacht ontsnapt Hestia, een lapjeskat, uit haar verblijf. Een paar weken later blijkt ze zwanger te zijn. Na 9 weken worden de kittens geboren. Drie katers kunnen de vader van de kittens zijn.
Met behulp van de genetica van de vachtkleur kunnen we de vader van Hestia`s kittens opsporen. Er zijn 20 genen bekend die de vachtkleur beïnvloeden, maar waarschijnlijk zijn er veel meer. Voor dit onderzoek zijn vijf genen geselecteerd.
Opdracht: Ga met behulp van genetische informatie na welke van de drie katers de vader van de kittens is.
Stappenplan
1. Bekijk deze afbeelding van Hestia, de kittens en de mogelijke vaders (opent in nieuwe pagina) en lees info 1 (opent in nieuwe pagina). Dit is informatie over de verschillende genen die in deze opdracht aan de orde komen. Je kunt de verschillende fenotypes en genotypes die je uit de afbeelding en info 1 kunt afleiden invullen in de onderzoekstabel in de leerlingenhandleiding.
2. Lees info 2: X-chromosomale overerving (opent in nieuwe pagina). Vul in de onderzoekstabel de basiskleur (rood/zwart) van alle katten in. Vul ook in wat je over het genotype weet. Kun je een kater uitsluiten van het vaderschap?
3. Lees info 3: dihybride kruisingen (opent in nieuwe pagina). Maak de bijbehorende opdrachten. Vul vervolgens de fenotypes en genotypes in de onderzoekstabel in. Kun je een kater uitsluiten van het vaderschap?
4. Lees info 4: gekoppelde genen (opent in nieuwe pagina). Maak de bijbehorende opdrachten over het stamboomonderzoek. Vul vervolgens de fenotypes en genotypes in de onderzoekstabel in. Kun je een kater uitsluiten van het vaderschap?
3.6 Afsluiting
Achterin de leerlingenhandleiding staat een termenlijst. Achter iedere term kun je in eigen woorden een omschrijving geven van de term. Zijn er al termen die je nu kunt invullen?
- Klik bovenin het menu op 4. Multi om verder te gaan -