Powerpoint Genetica in Beweging in de lerarenopleiding

Vakdidactiek Biologie
Genetica
In beweging
16 Maart 2015
Geïnspireerd op:
Marijke Domis-Hoos
Mieke Kapteijn
Dirk Jan Boerwinkel
Opbouw boek
• Geschiedenis
• Centrale vragen onderwijs:
– Wat moeten leerlingen leren?
– Gebruik van contexten
• Leermoeilijkheden:
– Wat is moeilijk?
– Hoe spoor je leermoeilijkheden op
– Hoe hou je rekening met leermoeilijkheden?
•
•
•
•
•
Modellen bij moleculaire genetica
Mendelgenetica
Populatiegenetica
Genetica in contexten
Genoombeeld in ontwikkeling
Geschiedenis
Hoofdstuk 1, p. 9-15 + Tijdlijn
1882
Flemming ontdekt een stof in draadvormige structuren
die hij chromatine noemt


1977 Gilbert and Sanger ontwikkelen de DNA-sequentietechniek.
1977 Het eerste genoom (Phi X 174; een virus) is volledig in kaart gebracht.

1978 Arber, Nathans en Smith delen de Nobelprijs voor geneeskunde voor
de ontdekking van restrictie-enzymen.
1978 Botstein begint ‘restriction fragment length polymorphisms’ (RFLPs,
riflips) te gebruiken om genetische verschillen tussen individuen aan te
tonen.
1980 Berg, Gilbert en Sanger delen de Nobelprijs voor scheikunde: Berg
voor zijn recombinant-DNA-onderzoek; Gilbert en Sanger voor hun
sequentietechniek.
1980 Benacerraf, Dausset en Snell delen de Nobelprijs voor geneeskunde
voor de ontdekking van de hoofd-histocompabiliteitscomplex-genen.
1982 Rubin & Spradling maken genetisch gemodificeerde fruitvliegen.
1983 McClintock ontvangt de de Nobelprijs voor geneeskunde voor de
ontdekking van mobiele genetische elementen of transposons in maïs.
1983 De tabaksplant is de eerste plant die genetisch gemodificeerd is.
1983 Mullis ontwikkelt de ‘polymerase chain reaction’ (PCR).
1985 Het eerste gepatenteerde genetisch gemodificeerde dier is gemaakt:
een muis met een menselijk gen dat borstkanker kan veroorzaken.
1985 Genetische gemodificeerde maïs die bestand is tegen insectenvraat
gemaakt.
1985 In de USA leidt voor de eerste keer een bewijs van onschuld via een
genetische vingerafdruk tot vrijspraak van een verdachte .
1986 Hood ontwikkelt het automatisch sequensen.
1986 Begin van het humaan genoom-project.
1987 Tonegawa ontvangt de Nobelprijs voor geneeskunde voor de
ontdekking hoe de grote diversiteit aan antistoffen genetisch wordt verklaard.
1989 Altman en Cech delen de Nobelprijs voor scheikunde voor hun
ontdekking van de enzymatische eigenschappen van RNA.
1990 Stier Herman wordt geboren, de eerste transgene stier met een
menselijk gen voor lactoferrine.
1991 Venter beschrijft een nieuwere en snellere methode om genen te
ontdekken door gebruik te maken van Expressed Sequence Tags (ESTs).
















2010
De claim op het patent van BRCA_genen wordt afgewezen
Centrale vragen
• Waar en hoe liggen erfelijke
eigenschappen vast ?
• Hoe worden erfelijke eigenschappen
doorgegeven aan het nageslacht?
• Waar komt de variatie binnen en tussen
soorten vandaan?
Wat moeten leerlingen leren
H.2, p. 17 t/m 26
CE
vragen
NT
vmbo
6
23 %
havo
18 %
9
vwo
20 %
42 %
%
Tafel 2: voorbeeld examenvragen bekijken
%
Afbeeldingen in examens
Vmbo 2005-2010
Afbeeldingen in examens
Havo 2005-2010
Afbeeldingen in examens
Vwo 2005-2010
Leermoeilijkheden
H.3, p. 27 t/m 37
Icoon voor
leermoeilijkheden
Tafel 3: bekijken opsporen leermoeilijkheden op verschillende
manieren
Moeilijkheden bij het leren
van genetica (blz.29)
• Intuïtieve ideeën, preconcepten en
misconcepten (A)
•
Abstracte aard en formeel redeneren (B)
•
Complexiteit en systeemdenken (C)
•
Problemen oplossen (D)
Moeilijkheden genetica voor leerlingen
• Intuïtieve ideeën, preconcepten en
misconcepten  opsporen
•
Abstracte aard en formeel redeneren
 visualiseren/simuleren/practica
•
Complexiteit en systeemdenken
 Jojoën
M.C.P.J. Knippels (2002)
• Problemen oplossen
 systematisch oefenen
Heel veel abstracte begrippen
• Chromosoom, maar ook
Van concreet naar abstract (B1)
Visueel voorstelbaar naar symbool /grootheid:
• Erfelijke eigenschap -> gen, allel / dominant recessief/ Aa
• Populatie met witte en zwarte schapen -> toevallige
paringen/ allefrequentie / p2+ 2pq+ q2
Met alle zintuigen waarneembaar naar alleen indirect
te ervaren:
• Groei, celcyclus, celdeling, chromosoom replicatie en
verdeling
• Bouw DNA, replicatie, transcriptie, translatie
Abstracte notaties
(B2)
Opsporen van leermoeilijkheden
H.4, p. 43 t/m 55
(voorbeelden op tafel ..)
• Vragenlijsten § 4.1
• Conceptcartoons § 4.2
• Diagnostisch toetsen redeneervragen § 4.3
Conceptcartoons
Tafel & raam 4: opdracht bij conceptcartoons, vragenlijsten om
misconcepten, denkwijzen op te sporen
Modellen bij moleculaire genetica
H.5, p. 57 t/m 67
Activiteiten
5.1Mitose en Meiose (uit) leggen
Voorbeeldopdrachten tafel 5:
•
•
•
•
Opdracht mitose leggen (doen)
Opdracht DNA modellen (bekijken)
DNA in tweedimensionale afbeeldingen + Binas gebruik
DNA met logo/duplo (bekijken)
Mendelgenetica
H.6, p. 73 t/m 87
§ 6.1 De familie Reebop
Voorbeeldopdrachten in map 6:
•
•
•
De familie Reebop (doen)
In vitro fertilisatie (bekijken)
Werkvorm uit onderzoek: jojoën met genetica op celniveau
Populatiegenetica
H.7 & 8, p. 93 t/m 123
• § 7.3 Hardy Weinberg
met Rietvissen
Voorbeeldopdracht in map 7: De rietvissen (doen)
Contexten
H.9, p. 129 t/m 139
•
•
•
•
•
•
Plantenveredeling
Fokkerij
Biotechnologie
Het X en Y chromosoom
Forensisch onderzoek
Genetisch screenen en
diagnostisch testen
• Epigenetica
Context Specifieke begrippen
Genetische begrippen met
speciale betekenis
Voorbeeldopdrachten in map 8: Plantenverdeling & bloedgroepen:
Hypothese toetsen, oefening in redeneren, deduceren (doen)
§ 9.2 Plantenveredeling
Genoombeeld in ontwikkeling
H.10, p. 145 t/m 157
Box 4, p. 151
http://www.ensembl.org/
Homo_sapiens/Info/Ind
ex
Voorbeeldopdrachten op site thuis bekijken
Systeemdenken
Jojoën een uitwerking van systeemdenken voor genetica
Leidraad vraag
• Welke werkvorm(en) ondersteunen
leerlingen in systeemdenken?
?????????????????
Aan de slag in carrousel
– Er zijn 6 tafels, aan iedere tafel werken twee groepjes van ieder
twee studenten.
– Een tweetal bestaat uit één augustus en één februari starter (er
blijven twee groepjes met alleen februari starters over.
– Per tweetal langs de verschillende tafels. Niet als viertal, draai
tegen elkaar in.
– Voer van minstens 4 tafels opdrachten uit. Doel is ervaren
werkvormen en bespreken met elkaar: welke winst/kracht heeft
werkvorm voor jou klas? Wat mist? Hoe aanpassen?
– Al je al ervaring hebt met een werkvorm dan bestudeer je een
andere!
– Opdrachten geschreven op niveau LIO’s en
leerlingenopdrachten
– Denk aan de leidraadvraag! (Hoe ondersteunt deze werkvorm
systeemdenken?)
Aan de slag
• Hfst 2: Wat moeten leerlingen leren:
voorbeeld examenvragen
• Hfts 3: Voorbeelden van leermoeilijkheden
• Hfst 4: Conceptcartoons en vragenlijsten voorkennis
• Hfst 5: Mitose leggen, verschillende DNA modellen
• Hfst 6: Familie Reebob, IVF
• Hfst 7: Populatiegenetica:
Rietvissen & genenpool
• Hfst 9: Genetica in context:
Plantenveredeling & bloedgroepen
De leidraad: jojoën
(systeemdenken)
• Welke werkvorm(en) ondersteunen
leerlingen in systeemdenken?
• Eye-opener deze ochtend
Materialen
•
•
•
•
www.nvon.nl/biologie/genetica Leerlingmateriaal & bronnen
www.ecent.nl -> Genetica en beweging & concept cartoons
www.allesoverdna.nl/ (voor leerlingen en docenten)
…..?