Informatie

Hoe bepaalt DNA al onze erfelijke eigenschappen?


Ik heb begrepen dat DNA alleen codeert voor eiwitsynthese. Betekent dit dat erfelijke eigenschappen, zoals de vorm van onze neus, alleen worden bepaald door de verhoudingen waarin verschillende eiwitten in verschillende delen van ons lichaam worden gesynthetiseerd?


Betekent dit dat erfelijke eigenschappen, zoals de vorm van onze neus, alleen worden bepaald door de verhoudingen waarin verschillende eiwitten in verschillende delen van ons lichaam worden gesynthetiseerd?

Ja meer of minder!

Een eigenschap die erfelijk wordt genoemd, is een eigenschap waarvan variantie in de populatie op zijn minst gedeeltelijk wordt verklaard door genetische variantie. De meeste van deze erfelijke eigenschappen worden echter ook beïnvloed door omgevingsvariatie (en andere bronnen van variantie). Voor meer informatie, zie de post Waarom is een erfelijkheidscoëfficiënt geen index van hoe “genetisch” iets is?

Dus als je zegt

[… ] worden alleen bepaald door de verhoudingen waarin verschillende eiwitten [… ]

De term "slechts" is een beetje misleidend. Er zijn andere bronnen van variantie die de variantie voor deze eigenschap zullen beïnvloeden. Het is echter een vrij goede benadering om te zeggen dat de erfelijke informatie wordt overgedragen via de overdracht van DNA en de fenotypische expressie van dit DNA wordt gemedieerd via eiwitten.

We verwijzen naar deDNA -> RNA -> eiwit met enige fenotypische impactrelatie met de term centraal dogma van de moleculaire biologie. Misschien wil je er meer over lezen of misschien een online cursus bekijken zoals deze van bijvoorbeeld de Khan academy. U wilt de termen vertaling en transcriptie kennen.

In werkelijkheid kan DNA het fenotype van een individu beïnvloeden door andere middelen dan eiwitten (of polypeptiden om het algemener te houden) die daaruit worden gesynthetiseerd. Inderdaad, veel loci (locus = positie op een chromosoom) beïnvloeden de expressie van andere eiwitten, andere worden vertaald in RNA maar niet getranscribeerd in eiwitten (bijv. rRNA, tRNA, RNAi, ...) maar hebben toch een belangrijke invloed op de fysiologie van een cel .


Klik hier om ons nieuwste boek te bestellen, A Handy Guide to Ancestry and Relationship DNA Tests

Kan een stel een baby verwekken die beduidend donkerder of lichter is dan een van beide individuen?

-Een nieuwsgierige volwassene uit North Carolina

Het korte antwoord is: ja! Een stel kan een baby krijgen met een huidskleur die niet bij hen past. Het lange antwoord is echter veel interessanter.

Het lange antwoord heeft te maken met de delen van je DNA die specifieke instructies geven voor een klein deel van jou. Met andere woorden, je genen.

Het blijkt dat er niet slechts één of zelfs enkele genen betrokken zijn bij huidskleur. Er zijn honderden verschillende stukjes DNA die allemaal samenwerken en die je huidskleur bepalen.

Sommige van deze genen kunnen grote effecten hebben, terwijl andere de uiteindelijke kleur verfijnen. Bovendien kunnen je acties helpen veranderen hoe je lichaam je DNA leest! Als u bijvoorbeeld in de zon blijft, worden genen geactiveerd die uw huid donkerder maken.

Verschillende soorten genen worden door elkaar geschud

Iedereen heeft twee exemplaren van elk gen, één van hun moeder en één van hun vader. De kopieën zijn grotendeels hetzelfde.

Let op het woord meestal. Als we allemaal hetzelfde DNA hadden, zouden we allemaal een eeneiige tweeling zijn!

Het blijkt dat we allemaal uniek zijn omdat de kopieën van elk gen soms net iets anders zijn. Wetenschappers noemen deze enigszins verschillende genen "allelen".

Deze genen en allelen zijn een soort kaartspel. Elk gen is als een andere kaart (aas, twee, drie... boer, vrouw, heer). En, net als kaarten met verschillende kleuren (schoppen, klaveren, ruiten, harten), is er meer dan één versie van elke kaart.

Stel je voor dat je vader en moeder je een van elke kaart uit hun eigen stapels geven. Je krijgt twee boeren, maar ze kunnen van dezelfde kleur zijn (twee hartenboeren) of verschillend (één hartenboer en één schoppenboer). In de genetica is het woord voor twee van hetzelfde homozygoot, het woord voor één van elk is heterozygoot.

Laten we nu doen alsof de zwarte kaarten zouden leiden tot een donkere huid en de rode kaarten zouden leiden tot een lichte huid. Als je een donkere vader (alle klaveren en schoppen) en een lichte moeder (alle harten en ruiten) hebt, krijg je een rode kaart en een zwarte kaart, zoals deze:

Deze gemengde hand geeft je een medium getinte huid.

Als je partner vergelijkbare ouders heeft, zal hij of zij ook eindigen met een gemengd kaartspel. Misschien zoiets als dit:

Als je samen een baby krijgt, geven jij en je partner elk een willekeurige helft van je kaarten aan je baby.

De kans is groot dat de baby zwarte en rode kaarten krijgt. Maar het is mogelijk dat je baby op deze manier alle rode kaarten van jullie beiden krijgt:

In dit geval zou de baby veel lichter zijn dan jullie beiden.

Dezelfde logica geldt voor de zwarte kaarten. Als je baby bij toeval voornamelijk klaveren en schoppen van jou en je partner kreeg, zou de baby eindigen met een veel donkerdere huid dan jullie beiden:

Zoals je kunt zien, als je twee baby's hebt, kunnen ze eindigen met heel verschillende kaartspellen! En dus heel verschillende huidskleuren.

Deze willekeurige deal gebeurt echt. Sommige ouders van gemengd ras hebben een tweeling die er heel anders uitziet (klik hier, hier en hier voor enkele geweldige foto's van voorbeelden uit het echte leven).

Sommige van deze gezinnen beantwoorden uw vraag: ouders kunnen kinderen krijgen met een huidskleur die aanzienlijk lichter of donkerder is dan die van hen.

Soms is één gen sterker dan de andere

Soms kan een bepaald gen een veel groter effect hebben dan andere genen. Wetenschappers noemen dit 'andere effectgrootte'.

In het vorige kaartvoorbeeld deden we alsof elke kaart dezelfde waarde had. Het hebben van een rode koningin had dezelfde impact als een rode twee.

Een nauwkeuriger spel zou zijn als elke rode cijferkaart een andere puntenwaarde had. Een rode koningin zou een hogere score toevoegen dan een rode twee. Sommige genen zijn erg belangrijk en andere finetunen de kleur.

Om het kaartspel nog nauwkeuriger te maken, kunnen we nog een regel toevoegen: als je twee hartenkoninginnen krijgt, krijg je 1.000 extra punten. Laten we eens kijken hoe die regel de dingen kan beïnvloeden.

Stel je een kleine variatie voor op de twee ouders van vroeger. In dit geval heeft je hand één hartenkoningin en de hand van je partner één hartenkoningin zoals deze:

Jullie hebben allebei ongeveer dezelfde huidskleur als voorheen, omdat jullie geen van beiden de bonuspunten voor twee hartenkoninginnen krijgen. Maar er is een kans dat uw kind twee hartenkoninginnen krijgt zoals deze:

Hier, hoewel het kind hetzelfde aantal zwarte en rode kaarten heeft als beide ouders, is het kind veel, veel lichter dan beide ouders vanwege die twee hartenkoningen.

Dit lijkt misschien een dwaze regel, maar het is eigenlijk hoe sommige genen werken. In feite is het wat er gebeurt voor mensen met een lichte huid en rood haar.

Er is een gen genaamd MC1R dat fungeert als een aan-schakelaar voor een donkere huid. Gewoonlijk is de zon in staat om deze schakelaar om te zetten en ervoor te zorgen dat mensen bruin worden.

Er is echter één type van dit gen dat niet werkt. Net als die twee hartenkoninginnen, als je beide exemplaren van MC1R niet werken, krijg je een veel lichtere huid. Jij scoort die 1.000 punten!

Als je twee exemplaren van een allel nodig hebt om een ​​eigenschap te zien, wordt dit recessief genoemd. Er zijn twee niet-werkende (recessieve) MC1R-allelen nodig om plaats te maken voor een lichtere huid (de eigenschap).

Het blijkt dat deze schakelaar niet alleen de huidskleur verandert. De haarkleur wordt ook beïnvloed!

De rest van de genen van de persoon zeggen: "maak het haar gekleurd!" dus de persoon zal niet blond zijn. Maar de persoon kan de schakelaar niet omdraaien voor bruin, dus hun haar wordt rood!

Genen zijn belangrijk, maar je hebt nog steeds controle.

Je DNA bevat alle informatie om jou te maken. Maar dat betekent niet dat het je hele toekomst bepaalt!

Genen, zoals MC1R, bevatten informatie over hoe een persoon op de zon zal reageren. Sommige mensen zullen verbranden, terwijl anderen bruin worden en weer anderen zullen bedekt zijn met sproeten. Maar elke persoon kan bepalen hoeveel hij of zij in de zon gaat.

Iemand die graag tijd in de zon doorbrengt, zal waarschijnlijk donkerder zijn dan zijn ouders die al hun tijd binnenshuis doorbrengen. Ja, ze zijn alleen bruiner, maar ze kunnen aanzienlijk donkerder zijn dan hun ouders!


De vader van de genetica

Mendel deed experimenten met erwtenplanten om te laten zien hoe eigenschappen als zaadvorm en bloemkleur worden overgeërfd. Op basis van zijn onderzoek ontwikkelde hij zijn twee bekende erfwetten: de wet van segregatie en de wet van onafhankelijk assortiment. Toen Mendel in 1884 stierf, was zijn werk nog vrijwel onbekend. In 1900 kwamen drie andere onafhankelijk werkende onderzoekers tot dezelfde conclusies die Mendel bijna een halve eeuw eerder had getrokken. Pas toen werd Mendels werk herontdekt.

Mendel wist niets van genen. Ze werden ontdekt na zijn dood. Hij dacht echter wel dat een soort "factoren" eigenschappen beheersten en van ouders op nakomelingen werden doorgegeven. Deze "factoren" noemen we nu genen. De erfelijkheidswetten van Mendel, nu uitgedrukt in termen van genen, vormen de basis van genetica, de erfelijkheidswetenschap. Om deze reden wordt Mendel vaak de vader van de genetica genoemd.


Inleiding tot erfelijkheid en eigenschappen

Voorgestelde implementatie

Hieronder vindt u een voorgestelde volgorde voor het uitvoeren van de activiteiten in de unit. Zie elke afzonderlijke activiteit voor implementatie-instructies, suggesties voor aanpassingen en uitbreidingen en toepasselijke normen.

DagWerkzaamheidOpmerkingen:
Dag 1 (40 min.)Een inventaris van mijn eigenschappenStudenten inventariseren hun eigen gemakkelijk waarneembare genetische eigenschappen en vergelijken die inventarissen met andere studenten in groepen.
Waarneembare menselijke kenmerkenDeze webpagina toont veel van de eigenschappen die zijn opgenomen in An Inventory of My Traits.
Een boom van genetische eigenschappenDe leerlingen vinden de meest en minst voorkomende combinatie van eigenschappen in de klas door hun eigenschappen voor tongrollen, oorlelbevestiging en PTC-proeverij te markeren op uitgesneden papierblaadjes. De leerlingen ordenen vervolgens de bladeren op een grote "boom van eigenschappen."
Trivia familiekenmerken (huiswerk)Studenten gebruiken spelkaarten om de eigenschappen in hun familie te inventariseren. (Opmerking: personen in gezinnen hoeven geen familie te zijn om aan deze activiteit deel te nemen.)
Dag 2 (40 min.)Generaties van eigenschappenStudenten volgen en registreren de passage van gekleurde "pom-pom-kenmerken" door drie generaties peperkoekmensen.
Eigenschappen BingoIn deze herhalingsactiviteit kruisen leerlingen bingovierkanten af ​​of kleuren ze deze in als antwoord op vragen over hun eigenschappen.
Handige Stamboom (Huiswerk)De leerlingen maken onderscheid tussen overgeërfde en aangeleerde eigenschappen door een "stamboom van eigenschappen" te maken met behulp van handafdrukken. (Opmerking: personen in gezinnen hoeven geen familie te zijn om aan deze activiteit deel te nemen.)
Dag 3 (40 min.)Een recept voor eigenschappenDe leerlingen leren dat verschillen in DNA tot verschillende eigenschappen leiden door: 1) willekeurig stroken papier te kiezen die DNA vertegenwoordigen, en 2) de DNA-stroken te decoderen om een ​​tekening van een hond te maken.
Familiekenmerken en tradities (huiswerk)Studenten en hun families spelen een matching-spel met kaarten om eigenschappen te identificeren die zijn geërfd en eigenschappen die zijn geleerd of doorgegeven door middel van traditie.

Een inventaris van mijn eigenschappen

De leerlingen inventariseren hun eigen gemakkelijk waarneembare genetische eigenschappen. Ze werken in kleine groepen en observeren hoe hun inventaris van eigenschappen verschilt van die van anderen. De leerlingen leggen hun waarnemingen vast in een gegevenstabel en maken een staafdiagram om de meest en minst voorkomende kenmerken in de groep weer te geven.

Leerdoelen

  • Eigenschappen zijn waarneembare kenmerken die van ouder op kind worden doorgegeven.
  • Een individu zal veel eigenschappen hebben die ze gemeen hebben met anderen.
  • Een individuele combinatie van eigenschappen maakt ze uniek.
  • Sommige eigenschappen komen vaker voor in een populatie dan andere.

Een boom van genetische eigenschappen

Studenten markeren hun eigenschappen voor tongrollen, PTC-proeverij (een onschadelijke, bittere chemische stof) en oorlelbevestiging op uitgesneden boombladeren. Vervolgens plaatsen ze hun bladeren aan een grote boom waarvan de takken elk een andere combinatie van eigenschappen vertegenwoordigen. Na voltooiing vormt de boom een ​​visuele weergave van de frequentie van eigenschapcombinaties binnen de klas.

Leerdoelen

  • Eigenschappen zijn waarneembare kenmerken die van ouder op kind worden doorgegeven.
  • Een individu zal veel eigenschappen hebben die ze gemeen hebben met anderen.
  • Een individuele combinatie van eigenschappen maakt ze uniek.
  • Sommige eigenschappen komen vaker voor in een populatie dan andere.

Een woord over PTC-veiligheid

De publicatie uit 2004 Investigating Safety: A Guide for High School Teachers door Texley et al. heeft alarm geslagen in de onderwijsgemeenschap over het nut en de veiligheid van PTC-smaaktesten. Dit heeft ertoe geleid dat PTC in veel scholen en districten is verbannen - naar onze mening onnodig.

Ja, PTC is giftig. Bij ratten, de meest gevoelige geteste dieren, is de orale LD50 van PTC (de hoeveelheid die 50% van de proefdieren doodde) 3 mg/kg. PTC is echter zo intens bitter dat proevers het in minuscule hoeveelheden kunnen detecteren. Een enkel testpapier van Carolina Biological Supply bevat slechts 0,007 mg PTC. En de hoeveelheid die door een proefpersoon van het papier wordt gelikt is veel minder. Bovendien is er geen enkel rapport van toxiciteit als gevolg van PTC-smaaktests, die wereldwijd zijn uitgevoerd op tientallen miljoenen individuen. Om de toxiciteit van PTC in perspectief te plaatsen, bieden we dit citaat aan (van Merritt et al., Am. Biol. Teacher online 70:4):

Het lijdt geen twijfel dat PTC giftig is (LD50 bij ratten is 3 mg/kg, bij muizen 10 mg/kg en bij konijnen 40 mg/kg), maar tafelzout is dat ook (acute toxiciteit bij mensen bij 500-1000 mg/kg). De kwestie is hoeveel PTC er op een smaakpapier zit. Texley et al. geven aan dat "een enkele strip ongeveer 0,3 mg bevat", maar de twee leveranciers waarmee we hebben gecontroleerd, geven aan dat een smaakpapier 0,007 mg (Carolina Biological Supply Company) of 0,005 - 0,007 mg (ScienceStuff) bevat. Uitgaande van een lineaire dosis-responscurve, berekenen we dat de 230 mg NaCl in een automaatzak chips ongeveer 100 keer giftiger is dan de 0,007 mg PTC in een smaakpapier. Wij geloven niet dat er enige reden is voor leraren om zich zorgen te maken over de giftigheid van PTC-smaakpapieren.

Kies een van beide Engels versies.

Download dan de bladerenpagina en een van de volgende boombestanden.

Of Engels/Spaans tweetalig versies.

Download dan de bladerenpagina en een van de volgende boombestanden.

Familiekenmerken Trivia

Take home game met behulp van fotokaarten die eigenschappen identificeren. Een gezin of groep kan deze activiteit gebruiken om te zien welke eigenschappen ze gemeen hebben.

Generaties van eigenschappen

In deze praktische activiteit volgen en registreren leerlingen de passage van gekleurde "pomponkenmerken" door drie generaties peperkoekmensen. Daarbij leren de leerlingen dat eigenschappen worden doorgegeven van ouders op nakomelingen en dat broers en zussen dezelfde eigenschappen al dan niet van hun ouders krijgen.

Leerdoelen

  • Eigenschappen zijn waarneembare kenmerken die van ouder op kind worden doorgegeven.
  • Een persoon zal veel eigenschappen hebben die ze gemeen hebben met anderen, en meer nog met broers en zussen en ouders.
  • Een individuele combinatie van eigenschappen maakt ze uniek.
  • Van elke ouder wordt een gelijk aantal eigenschappen doorgegeven.

Eigenschappen Bingo

Studenten kruisen of kleuren bingovierkanten in antwoord op vragen over hun eigenschappen. Deze activiteit is bedoeld om te worden gebruikt als recensie na An Inventory of My Traits, Generations of Traits en A Tree of Genetic Traits.

Leerdoelen

  • De leerlingen inventariseren hun eigen erfelijke eigenschappen.
  • De leerlingen vergelijken eigenschappen om te bepalen welke het meest en het minst vaak voorkomen in de klas.

Handige Stamboom (Huiswerk)

Een activiteit om gezinskenmerken te catalogiseren op een boom gemaakt van gestapelde handafdrukken.

Een recept voor eigenschappen

De leerlingen maken en decoderen een "DNA-recept" voor de beste vriend van de mens om te observeren hoe variaties in DNA leiden tot de overerving van verschillende eigenschappen. Stroken papier (die staan ​​voor DNA) worden willekeurig gekozen en gebruikt om een ​​DNA-molecuul samen te stellen. De leerlingen lezen het DNA-recept om een ​​tekening van hun huisdier te maken en vergelijken het met anderen in de klas om overeenkomsten en verschillen op te merken.

Leerdoelen

  • Elk organisme erft een unieke combinatie van eigenschappen.
  • DNA is een reeks instructies die de eigenschappen van een organisme specificeren.
  • Variaties in het DNA leiden tot de overerving van verschillende eigenschappen.

Familiekenmerken en tradities (huiswerk)

Een memory match-spel waarin deelnemers het verschil moeten onderscheiden tussen een eigenschap die is geërfd of een eigenschap die is aangeleerd/omgevingseigen.


Gemeenschappelijke voorouders

Studenten sorteren afbeeldingen van zaden met behulp van een classificatieschema van hun eigen ontwerp. Deze oefening is bedoeld om te laten zien hoe levende wezens kunnen worden georganiseerd op basis van overeenkomsten en verschillen in eigenschappen, en bereidt studenten voor om de overeenkomsten in levende wezens in volgende oefeningen te overwegen.

  • Deel sets met zaadkaarten uit aan individuele of paren studenten, instrueer hen om observaties te maken over de zaden en groepeer ze vervolgens volgens een schema naar keuze.
  • Laat de leerlingen verslag uitbrengen over het schema dat ze hebben gebruikt, en bespreek overeenkomsten en verschillen in schema's.

Voorbeeldgroeperingen: Grootte, kleur, schelpen, twee verschillende helften, type (noten, bonen, zaden), enz.

  • Mensen zijn natuurlijke organisatoren.
  • Levende wezens kunnen worden georganiseerd op basis van hun overeenkomsten en verschillen.

Studenten creëren hun eigen organisatie- en classificatiesysteem op basis van waargenomen kenmerken van zaden.

Seed Cards en docentenhandleiding (pdf) &mdash
Maak één set per leerling of paar (kaartensets kunnen worden hergebruikt).

Boomdiagrammen

De video introduceert boomdiagrammen. Het bereidt studenten voor op volgende activiteiten waarin ze boomdiagrammen zullen gebruiken bij het maken van hypothesen over gemeenschappelijke voorouders op basis van verschillende bewijslijnen.

Projecteer voor de hele klas en pauzeer zo nodig om te bespreken.

  • Overeenkomsten tussen levende wezens kunnen wijzen op verwantschap.
  • Organismen met de meeste overeenkomsten zijn meestal nauwer verwant.
  • Boomdiagrammen zijn manieren om hypothesen over de relaties tussen levende wezens te ordenen.

Boomdiagrammen worden geïntroduceerd als een systeem voor het organiseren van informatie en hypothesen over de relaties tussen organismen.

Hoe gebruiken wetenschappers meerdere bewijslijnen om meer te weten te komen over gemeenschappelijke voorouders?

Vissen of zoogdieren?

Deze reeks activiteiten verkent de voorouders van walvisachtigen (walvissen, dolfijnen en bruinvissen). De Casestudy document presenteert gegevens van vergelijkende anatomie, fossielen, embryologische ontwikkeling, aminozuursequenties en DNA-transposons.

De Bewijs Organisator helpt studenten het pad te volgen dat wetenschappers hebben gevolgd om de voorouders van walvisachtigen te begrijpen. Elk nieuw bewijsstuk leidde tot een meer gedetailleerd begrip: eerst dat walvisachtigen meer op zoogdieren lijken dan op vissen, dan dat ze afstammen van een vierpotig zoogdier dat op het land leefde, later nog dat ze afstammen van een evenhoevige en tot slot dat hun naaste levende verwant het nijlpaard is.

Tip: Als leerlingen nog steeds problemen hebben met het interpreteren van boomdiagrammen, doorloop dan de oefening met bomenextensie.

Als de leerlingen klaar zijn met het invullen van hun bewijsstukken (en ze het bewijsmateriaal begrijpen), geef ze dan een kopie van de Argumentatie document. Hier zullen ze de juiste bewijsstukken matchen met de verstrekte beweringen en redeneringen.

  • Fossielen, anatomie, embryo's en DNA-sequenties bieden ondersteunende bewijslijnen over gemeenschappelijke voorouders, waarbij nauwer verwante organismen meer kenmerken gemeen hebben.
  • (Argumentatie) In een wetenschappelijk argument zijn gegevens gegevens of observaties die een bewering ondersteunen.
  • (Argumentatiepraktijk) Kies bewijs dat een bepaalde bewering ondersteunt en consistent is met een gegeven redenering.

Studenten interpreteren fossiele, anatomische, embryologische en DNA-gegevens om de voorouders van walvisachtigen te bepalen.

Studenten vinden patronen in fossiele, anatomische, embryologische en DNA-gegevens om verwantschap te bepalen.

De leerlingen oefenen met het kiezen van het juiste bewijs dat een bewering ondersteunt en in overeenstemming is met de gegeven redenering.

Maak één kopie per leerling of paar (kopieën kunnen opnieuw worden gebruikt), of laat leerlingen het bekijken op tablets of computers

Maak één kopie per leerling

Maak één kopie per leerling.
Tip: Als leerlingen moeite hebben om het juiste bewijs te vinden, vertel ze dan naar welk(e) type(en) bewijsmateriaal ze moeten zoeken (d.w.z. A, E, F of D op de argumentatiesleutel).

Uitbreidingsactiviteit: Een verhaal over twee panda's

Deze tweede case study biedt meer oefening met het bewijs voor gemeenschappelijke voorouders. Bovendien verkent het het wetenschappelijke proces en benadrukt het dat soms bewijslijnen elkaar lijken tegen te spreken. Het leesniveau en het hier gepresenteerde bewijs zijn uitdagender dan in de casus Vissen of Zoogdieren.

De video van het verhaal van twee panda's introduceert de vraag: "Is de reuzenpanda een beer of een wasbeer?"

Het Case Study-document presenteert bewijs uit gedrag, anatomie, fossielen en DNA. Merk op dat verschillende bewijslijnen verschillende conclusies ondersteunen.

In de docentenhandleiding wordt beschreven hoe u de bewijsregels kunt toewijzen aan verschillende groepen studenten om te evalueren. Met behulp van de Evidence Organizer ordenen leerlingen hun bewijsmateriaal ter ondersteuning van een van de drie beweringen.

Om af te ronden, presenteer de Conclusie (pdf-document) om samen te vatten hoe recenter DNA-bewijs uiteindelijk leidde tot een wetenschappelijke consensus: dat de reuzenpanda een recentere gemeenschappelijke voorouder deelt met beren.

  • Fossielen, anatomie, embryo's en DNA-sequenties bieden ondersteunende bewijslijnen over gemeenschappelijke afstamming, waarbij nauwer verwante organismen meer kenmerken gemeen hebben.
  • (Argumentatie) In een wetenschappelijk argument zijn gegevens gegevens of observaties die een bewering ondersteunen.
  • (Argumentatiepraktijk) Kies bewijs dat een bepaalde bewering ondersteunt.

Studenten vinden patronen in anatomische, fossiele en DNA- en eiwitgegevens om verwantschap te bepalen.

Studenten interpreteren anatomische, fossiele en DNA- en eiwitgegevens om de evolutionaire relaties van de reuzenpanda te bepalen.

Maak één kopie per leerling of paar (kopieën kunnen opnieuw worden gebruikt), of laat leerlingen het bekijken op tablets of computers

Maak één kopie per leerling

Bewijs voor gemeenschappelijke voorouders

Met de vissen of zoogdieren? serie, hebben studenten gezien hoe meerdere bewijslijnen kunnen helpen bij het beantwoorden van raadselachtige vragen over gemeenschappelijke voorouders - en hoe meerdere bewijslijnen over het algemeen naar dezelfde conclusie wijzen. Deze activiteit is bedoeld om het idee te versterken dat bewijslijnen elkaar vaak bevestigen, terwijl het ook duidelijk maakt dat veel vragen over gemeenschappelijke voorouders niet zo raadselachtig zijn. Studenten verkennen een verzameling gevolgtrekkingen over de relaties tussen soorten, die gebaseerd zijn op verschillende bewijslijnen.

Laat de leerlingen individueel of in tweetallen verkennen. Een optioneel begeleidend werkblad wordt meegeleverd.

  • Fossielen, anatomie, embryo's en DNA-sequenties bieden ondersteunende bewijslijnen over gemeenschappelijke afstamming, waarbij nauwer verwante organismen meer kenmerken gemeen hebben.

Maak één kopie per leerling

Waarom komt DNA-bewijs overeen met de andere bewijslijnen voor gemeenschappelijke afstamming?

Gemeenschappelijke voorouders: het zit in ons DNA

Deze diapresentatie keert terug naar de DNA > Protein > Trait-verbinding die in de vorige module (Shared Biochemistry) is onderzocht en plaatst deze in een context als het fenomeen dat ten grondslag ligt aan alle andere bewijslijnen voor gemeenschappelijke voorouders.

Project voor de hele klas. Misschien wilt u de belangrijkste wetenschappelijke ideeën nog eens bekijken.

  • DNA codeert voor eiwitten. Gezamenlijk zijn eiwitten verantwoordelijk voor de eigenschappen van een organisme.
  • DNA ligt ten grondslag aan de overeenkomsten en verschillen in fossielen, anatomie en embryo's.
  • Nauw verwante organismen hebben meer genen gemeen.

Het verband tussen DNA > Protein > Trait (oorzaak) wordt in de context geplaatst als het fenomeen dat ten grondslag ligt aan alle andere bewijslijnen (effect) voor gemeenschappelijke afstamming.

Online fylogenetische boom

Kies twee soorten in de fylogenetische boom om de relatieve grootte van hun genomen, het aantal gedeelde en unieke genen en de hoeveelheid tijd die is verstreken sinds ze afweken van een gemeenschappelijke voorouder te zien.

Nadat twee organismen zijn geselecteerd, verschijnen overlappende cirkels die hun genomen vertegenwoordigen.

Laat de leerlingen individueel of in tweetallen verkennen terwijl ze het werkblad invullen.

  • Alle organismen hebben een aantal genen gemeen.
  • Nauw verwante organismen hebben meer genen gemeen.
  • Boomdiagrammen zijn visuele representaties van de evolutionaire geschiedenis die patronen van gemeenschappelijke voorouders en soortvorming in de loop van de tijd weergeven.

Studenten gebruiken een interactief boomdiagram om algemene patronen in genetische gegevens en de relaties tussen organismen te vinden.

Computers met internettoegang (online activiteit heeft geen geluid)

Maak één kopie per leerling

Formatieve beoordeling

Deze snelle formatieve beoordeling controleert hoe goed studenten boomdiagrammen en bewijs voor gemeenschappelijke voorouders begrijpen.

Maak één kopie per leerling of project voor de klas en laat leerlingen antwoorden inleveren in het formaat van uw keuze.


Karaktereigenschappen genetisch bepaald? Genen kunnen de sleutel zijn tot een leven van succes, suggereert onderzoek

Genen spelen een grotere rol bij het vormen van karaktereigenschappen - zoals zelfbeheersing, besluitvorming of gezelligheid - dan eerder werd gedacht, suggereert nieuw onderzoek.

Een studie van meer dan 800 sets van tweelingen wees uit dat genetica meer invloed had bij het vormgeven van belangrijke eigenschappen dan de thuisomgeving en omgeving van een persoon.

Psychologen van de Universiteit van Edinburgh die de studie hebben uitgevoerd, zeggen dat genetisch beïnvloede kenmerken wel eens de sleutel zouden kunnen zijn tot hoe succesvol iemand in het leven is.

De studie van tweelingen in de VS - de meesten van 50 jaar en ouder - gebruikte een reeks vragen om te testen hoe zij zichzelf en anderen zagen. Vragen waren onder meer: ​​"Wordt u beïnvloed door mensen met een uitgesproken mening?" en "Ben je teleurgesteld over je prestaties in het leven?"

De resultaten werden vervolgens gemeten volgens de Ryff Psychological Well-Being Scale die deze kenmerken beoordeelt en standaardiseert.

Door hun antwoorden te volgen, ontdekte het onderzoeksteam dat identieke tweelingen - waarvan het DNA [vermoedelijk] precies hetzelfde is - twee keer zoveel kans hadden om eigenschappen te delen in vergelijking met niet-identieke tweelingen.

Psychologen zeggen dat de bevindingen significant zijn, want hoe sterker de genetische link, hoe waarschijnlijker het is dat deze karaktereigenschappen door een familie worden gedragen.

Professor Timothy Bates, van de School of Philosophy, Psychology and Language Sciences van de Universiteit van Edinburgh, zei dat de genetische invloed het sterkst was op iemands gevoel van zelfbeheersing.

Onderzoekers ontdekten dat genen van invloed waren op het doel van een persoon, hoe goed ze met mensen overweg kunnen en hun vermogen om te blijven leren en ontwikkelen.

Professor Bates voegde toe: "Sinds de oude Grieken hebben mensen gedebatteerd over de aard van een goed leven en de aard van een deugdzaam leven. Waarom lijken sommige mensen hun leven te beheren, goede relaties te hebben en samen te werken om hun doelen te bereiken, terwijl anderen dat doen Niet? Vroeger domineerde de rol van familie en de omgeving rond het huis vaak de ideeën van mensen over wat het psychologisch welzijn beïnvloedde. Dit werk benadrukt echter een veel krachtigere invloed van genetica.

De studie, die voortbouwt op eerder onderzoek waaruit bleek dat geluk wordt ondersteund door genen, is online gepubliceerd in de Journal of Personality.


Waar heb je je genen vandaan?

Je hebt al je genen van je ouders. Voor elk paar chromosomen krijg je één chromosoom van je moeder en één van je vader. Wanneer het ei en de zaadcellen samenkomen, vormen ze de volledige set van 46 chromosomen of 23 paren.

Dus waarom zijn je genen niet precies hetzelfde als die van je broers en zussen? Net als jij hebben je ouders elk twee exemplaren van hun chromosomen, die ze van hun ouders hebben gekregen. Wanneer sperma en eieren worden gemaakt, scheiden chromosomenparen zich onafhankelijk en sorteren ze zichzelf willekeurig in twee eicellen in je moeder of twee spermacellen in je vader. Je krijgt misschien één chromosoom in één paar van je moeder en je zus krijgt misschien het andere chromosoom van dat paar. Dit betekent dat er 8.388.608 mogelijke variaties van ei en sperma zijn. Het is echt een wonder dat we überhaupt op onze ouders lijken!


Voeden

Aan de andere kant van het spectrum bevinden zich empiristen, die geloven dat de geest een &lsquotabula rasa&rsquo of een schone lei is, die dan gevuld is met leren en ervaring. Dit betekent dat empiristen geloven dat alle psychologische eigenschappen worden geleerd uit de eigen omgeving en de opvoeding die een kind krijgt.

Albert Bandura's &lsquoSociale Leertheorie&rsquo stelt bijvoorbeeld dat persoonlijkheidskenmerken zoals agressie worden verkregen door imitatie, geïllustreerd in zijn beroemde &lsquoBobo Doll&rsquo-experiment. In dit experiment kregen kleuters een film te zien waarin de acteur tegen een pop schopte. Na de film, toen dezelfde pop in de kamer werd gepresenteerd, begonnen de kinderen er ook tegen te schoppen.

Kinderen leren gedragskenmerken door imitatie. (Photo Credit: Rozochka/Shutterstock)

De geografie of de omgeving kan van invloed zijn op hoe genen tot expressie worden gebracht. Een studie van 13.000 tweelingen door King's College London Institute of Psychiatry (2012) concludeerde dat de plaats waar men woont de genetische expressie daadwerkelijk kan beïnvloeden.


Genen hebben niet alleen invloed op je IQ, ze bepalen ook hoe goed je het doet op school

Als je door school bent gevaren met hoge cijfers en perfecte testscores, heb je het waarschijnlijk gedaan met eigenschappen die verder gaan dan pure slimheid. Een nieuwe studie van meer dan 6000 tweelingen stelt vast dat academische prestaties worden beïnvloed door genen die van invloed zijn op motivatie, persoonlijkheid, zelfvertrouwen en tientallen andere eigenschappen, naast de eigenschappen die intelligentie bepalen. De resultaten kunnen leiden tot nieuwe manieren om het onderwijs voor kinderen te verbeteren.

"Ik denk dat dit een echt klassiek artikel in de literatuur gaat worden", zegt psycholoog Lee Thompson van Case Western Reserve University in Cleveland, Ohio, die de genetica van cognitieve vaardigheden heeft bestudeerd en niet bij het werk betrokken was. "Het is een heel stevig fundament waarop we kunnen voortbouwen."

Onderzoekers hebben eerder aangetoond dat iemands IQ sterk wordt beïnvloed door genetische factoren en hebben zelfs bepaalde genen geïdentificeerd die een rol spelen. Ze hebben ook aangetoond dat prestaties op school genetische factoren hebben. Maar het is onduidelijk of dezelfde genen die IQ beïnvloeden ook van invloed zijn op cijfers en testscores.

In de nieuwe studie wendden onderzoekers van King's College London zich tot een cohort van meer dan 11.000 paren van zowel identieke als niet-identieke tweelingen die tussen 1994 en 1996 in het Verenigd Koninkrijk werden geboren. analyseerde 83 verschillende eigenschappen, die waren gerapporteerd op vragenlijsten die de tweeling, op 16-jarige leeftijd, en hun ouders hadden ingevuld. De eigenschappen varieerden van metingen van gezondheid en algemeen geluk tot beoordelingen van hoeveel elke tiener van school hield en hoe hard ze werkten. Vervolgens verzamelden de onderzoekers gegevens over hoe goed elk individu scoorde op het General Certificate of Secondary Education (GCSE) -examen, een examen dat alle studenten in het Verenigd Koninkrijk moeten afleggen en dat wordt gebruikt voor toelating tot geavanceerde klassen of hogescholen.

The team found nine general groups of traits that were all highly hereditary—the identical twins were more likely to share the traits than nonidentical twins—and also correlated with performance on the GCSE. Not only were traits other than intelligence correlated with GCSE scores, but these other traits also explained more than half of the total genetic basis for the test scores.

In all, about 62% of the individual differences in academic achievement—at least when it came to GCSE scores—could be attributed to genetic factors, a number similar to previous studies’ findings, the team reports online today in the Proceedings van de National Academy of Sciences.

“It’s really important to understand why children differ in academic achievement,” says developmental psychologist Kaili Rimfeld of King’s College London, an author of the new paper. “These twin studies show that there’s a genetic basis for the differences in how easy or enjoyable children find learning.” Understanding that there’s a genetic basis for why people differ in not only intelligence, but also their drive to learn, she says, underscores the need for personalized classrooms where students can learn in different ways—from computer programs to hands-on projects—that are most fitted to their own personalities.

The results, Thompson points out, would likely differ in less-developed countries where children don’t have equal access to education academic achievement in these places is shaped more by opportunities than genetics. And the new study gives little information on what the genes might be that influence test scores. “Each one of these traits is very complex,” she says, “so we’re talking about hundreds of genes that are acting together.” Future studies, she says, may be able to shed light on specific genes that affect academic achievement, which could help diagnose or treat learning disabilities.


The Debate

Do genetic or environmental factors have a greater influence on your behavior? Do inherited traits or life experiences play a greater role in shaping your personality? The nature versus nurture debate is one of the oldest issues in psychology. The debate centers on the relative contributions of genetic inheritance and environmental factors to human development.

Some philosophers such as Plato and Descartes suggested that certain things are inborn, or that they occur naturally regardless of environmental influences. Nativists take the position that all or most behaviors and characteristics are the results of inheritance.

Advocates of this point of view believe that all of our characteristics and behaviors are the result of evolution. Genetic traits handed down from parents influence the individual differences that make each person unique.

Other well-known thinkers such as John Locke believed in what is known as tabula rasa, which suggests that the mind begins as a blank slate. According to this notion, everything that we are and all of our knowledge is determined by our experience.

Empiricists take the position that all or most behaviors and characteristics result from learning. Behaviorism is a good example of a theory rooted in empiricism. The behaviorists believe that all actions and behaviors are the results of conditioning. Theorists such as John B. Watson believed that people could be trained to do and become anything, regardless of their genetic background.


Hershey and Chase Experiment

Even after the compelling evidence provided by the Avery, Macleod and McCarty experiment, there were still a few skeptics out there who weren&rsquot convinced. The debate still raged between proteins and DNA. However, the Hershey &ndash Chase experiment permanently put an end to this long-standing debate.

Alfred Hershey and Martha Chase in 1952, performed an experiment that proved, without a doubt, that DNA was the carrier of information. For their experiment, they employed the use of the bacteriophage T2. A bacteriophage is a virus that only infects bacteria. This particular virus infects Escherichia coli. T2 had a simple structure that consisted of just 2 components &ndash an outer protein casing and the inner DNA. Hershey and Chase took 2 different samples of T2. They grew one sample with 32 P, which is the radioactive isotope of phosphorus, and the other sample was grown with 35 S, the radioactive isotope of sulphur!

The protein coat has sulphur and no phosphorus, while the DNA material has phosphorus but no sulphur. Thus, the 2 samples were labelled with 2 different radioactive isotopes.

The viruses were then allowed to infect the E coli. Once the infection was done, the experimental solution was subjected to blending and centrifugation. The former removed the ghost shells, or empty shells of the virus from the body of the bacteria. The latter separated the bacteria from everything else. The bacterial solution and the supernatant were then checked for their radioactivity.

Hershey &ndash Chase experiment

In the first sample, where 32 P was used, the bacterial solution showed radioactivity, whereas the supernatant barely had any radioactivity. In the sample where 35 S was used, the bacterial solution didn&rsquot show any radioactivity, but the supernatant did.

This experiment clearly showed that DNA was transferred from the phage to the bacteria, thus establishing its place as the fundamental carrier of genetic information.

Until the final experiment performed by Hershey and Chase, DNA was thought to be a rather simple and boring molecule. It wasn&rsquot considered structured enough to perform such a complicated and extremely important function. However, after this experiment, scientists started paying much more attention to DNA, leading us to where we are in research today!


Bekijk de video: Persilangan Monohibrid Dominan u0026 Intermediet (Januari- 2022).