Supporting materials
Download
Download this article as a PDF
Tłumaczenie Karolina Ciosek. Dziedziczenie według praw Mendla może być niełatwym tematem do nauczania, jednak zapadające w pamięć ćwiczenie o rozmnażaniu smoków, przygotowana przez Pat Tellinghuisen, Jennifer Sexton i Rachael Shevin, czyni go łatwiejszym do zrozumienia i…
Smoki wprawdzie są mitycznymi stworzeniami, ale nadal mogą być ciekawym obiektem do nauki dziedziczenia mendlowskiego. W tym ćwiczeniu, uczniowie będą „tworzyć” małe smoki na podstawie papierowych chromosomów określających ich genotyp i fenotyp.
Ćwiczenie było testowane na grupie uczniów w wieku 12-13 lat i trwało zazwyczaj 1 godzinę lekcyjną – około 45 do 60 minut.
Wzory papierowych pasków chromosomów, tabele 1-3 z karty pracy, kartę pracy i szablon smoka można pobrać ze strony internetowej magazynu Science in Schoolw1.
Na podstawie poniższych informacji, wprowadź uczniów w historię o smokach i w ćwiczenie. Następnie rozdaj materiały i pozwól uczniom pracować zgodnie z instrukcją z karty pracy. Tabele 1-3 można pobrać ze strony internetowej magazynu Science in Schoolw1.
Smoki to ciekawe stworzenia. Co zdumiewające, genetycznie są bardzo podobne do ludzi – a nawet świnek morskich. Wiele szkół hoduje świnki morskie, a czy nie byłoby bardziej fascynujące trzymać stado smoków? Niestety smoki są bardzo drogie, dlatego szkoła mogła sobie pozwolić tylko na dwa – różnej płci. Celem tego ćwiczenia jest określenie, jakie rodzaje smoków moglibyście mieć w swoim stadzie, kiedy (lub jeśli) wasze dwa smoki zdecydują połączyć się w parę.
Każda komórka we wszystkich żywych organizmach zawiera informację dziedziczną zapisaną w cząsteczkach zwanych kwasem dezoksyrybonukleinowym (DNA): pokaż uczniom model DNA. DNA jest niezwykle długą i cienką cząsteczką, która kiedy zwinie się w zwoje i ściśnie, zwana jest chromosomem. Każdy chromosom jest osobną cząsteczką DNA, zatem komórka z ośmioma chromosomami ma osiem długich cząsteczek DNA.
Gen jest fragmentem długiej cząsteczki DNA. Różne geny mogą być różnej długości a każdy gen zawiera informację o budowie poszczególnych polipeptydów w białkach. Białka można ogólnie podzielić na dwa różne typy: białka które biorą udział w reakcjach chemicznych w waszych organizmach (enzymy) i te, które są składnikami budulcowymi waszych ciał (białka budulcowe). To, jak organizm wygląda i funkcjonuje, jest rezultatem współdziałania obu typów tych białek.ative effect of both these types of protein.
Każdy organizm, który ma „rodziców”, posiada parzystą liczbę chromosomów, ponieważ połowa chromosomów pochodzi od „ojca” a druga połowa pochodzi od „matki”. Na przykład, u roślin, ziarnko pyłku kwiatowego jest składową ojcowską, a zalążek jest składową matczyną. Te dwie komórki łączą się i tworzą jedną komórkę, która przekształci się w nasiono (potomka).
Ludzie posiadają 46 chromosomów, podzielonych na 23 pary. W każdej z 23 par, jeden chromosom jest od ojca a drugi od matki. Ponieważ chromosomy występują w parach, tak samo jest z genami, które są przecież fragmentami chromosomów. Jeden gen jest zlokalizowany na jednym chromosomie z pary; drugi gen jest zlokalizowany w tym samym miejscu na drugim chromosomie. „Para” genów jest roboczo nazywana „genem”, ponieważ oba człony pary kodują tę samą cechę. Dla każdego genu, mogą istnieć zróżnicowane jego formy – znane jako allele, ale każda osoba może mieć maksymalnie dwa allele (jeden od matki i drugi od ojca). Dwie kopie genu, które ma człowiek mogą być tymi samymi allelami, czyli być identyczne lub różnymi.
Nasze smoki mają 14 chromosomów w siedmiu parach, my będziemy zajmować się tylko jednym genem z każdej pary chromosomów. Będziemy badać siedem różnych cech (np. zdolność do ziania ogniem), każda z nich jest warunkowana przez jeden gen – mówimy, wtedy że taka cecha jest monogeniczna. Każdy z siedmiu genów ma dwa allele.
Jeden zestaw 14 pasków reprezentuje chromosomy od mamy smoka (samica). Drugi zestaw, o innym kolorze, reprezentuje chromosomy taty smoka (samiec).
Na każdym pasku chromosomu jest litera – mała lub duża. Duże litery reprezentują allele dominujące, a małe litery reprezentują allele recesywne. Dana cecha kodowana jest przez parę liter. Jeśli w parze jest obecny przynajmniej jeden allel dominujący (duża litera), ujawni się cecha dominująca (np. zdolność smoka do ziania ogniem); cecha recesywna (np. brak zdolności do ziania ogniem) ujawni się tylko, jeśli smok będzie miał dwie kopie allelu recesywnego.
Litery kodują następujące cechy (patrz też tabela 3):
Geny pochodzące od ojca (niebieskie) | Geny pochodzące od matki (różowe) |
---|---|
Aby wytłumaczyć pojęcie kodominacji, możesz rozbudować ćwiczenie. Zmień materiały dotyczące cechy warunkującej kolor tułowia (genotyp Aa) na następujący genotyp A/Ä/a, gdzie A i Ä są kodominujące i a jest allelem recesywnym:
Genotyp | Fenotyp |
---|---|
AA lub Aa | Niebieski tułów i głowa |
ÄÄ lub Äa | Czarny tułów i głowa |
AÄ | Pasiasty czarno-niebieski tułów i głowa |
aa | Biały tułów i głowa |
Cecha | Genotyp | Fenotyp |
---|---|---|
Kolor tułowia (A/Ä/a) |
Będziesz musiał zastąpić paski chromosomów A/a dwoma innymi zestawami rodzicielskimi, aby osiągnąć potomstwo ze wszystkimi sześcioma możliwymi genotypami. Połowa klasy powinna otrzymać zestaw 1 a druga połowa zestaw 2.
Zamiast rysować części ciała smoka, uczniowie mogą sami stworzyć inne mityczne stworzenia lub nawet je zbudować z cukierków „pianek” i szpilek Soderberg, 1992).
Ćwiczenie powstało na podstawie pomysłu Patti Soderberg, zaadaptowane za zgodą The Science Teacher (zobacz Soderberg, 1992). Jej lekcja została zaadaptowana przez autorów. Podziękowania za stworzenie pasków chromosomów, włączając przykład z kodominacją, należy się Nancy Clarkw2 I Marlene Rau, redaktorki Science in School.
Patterson L (2009) Zmierzmy się z chorobami genetycznymi. Science in School 13.
Bryk J (2010) Dobór naturalny molekularnie. Science in School 14.
Bryk J (2010) Ewolucja człowieka molekularnie. Science in School 17.
Pongsophon P et al. (2007) Counting Buttons: demonstrating the Hardy-Weinberg principle. Science in School 6: 30-35.
Jako nauczycielka w szkole średniej, nigdy nie spotkałam się z pomysłem, aby uczyć genetyki na przykładzie mitycznych stworzeń. Mimo mojego początkowego zdziwienia, uświadomiłam sobie, że nauka na podstawie genetyki smoków była idealnie spójna z faktami naukowymi… i była naprawdę dobrą zabawą. Pomysł, aby losowo wybierać geny i określać warunkujące je cechy u małych smoków, jest jednocześnie błyskotliwy i skuteczny.
Nawet jeśli one nie są prawdziwe, smoki mogą pomóc zwiększyć zainteresowanie tematem, który generalnie uchodzi za nudny (przynajmniej u uczniów) oraz oddawać naukową koncepcję tak samo dobrze, jak prawdziwe organizmy np. groszek Mendla.
Polecam ten artykuł nauczycielom biologii szkół podstawowych i gimnazjalnych pragnących przedstawić podstawy genetyki mendlowskiej (geny, allele, genotyp i fenotyp, dominacja, mejoza i krzyżowanie) w nowy i zabawny sposób. Ćwiczenie może być wykonywane w klasie w bardzo prosty sposób, właściwie bez potrzeby dodatkowego sprzętu.
Przykładowe pytania sprawdzające:
Giulia Realdon, Italy
Download this article as a PDF