Lerarenopleidingen Science en Wiskunde/Rekenen

Genetische complexiteit met tumtums?

Bij veel leerlingen bestaat het misconcept ‘een gen bepaalt een eigenschap’. Hierdoor kan valse zekerheid over de rol van genen in het lichaam ontstaan. Leerlingen zeggen dan ook dingen als “mijn genen bepalen wie ik ben”. Dit doet geen recht aan de complexe interactie tussen veelal meerdere genen en de omgeving bij het ontstaan van eigenschappen. Maar hoe doceer je deze genetische complexiteit?

Horst Wolter ontwierp een practicum met tumtums en oefende dit met vmbo-docenten. Kunnen we dit practicum ook aanpassen voor vmbo-leerlingen? En voor havo- of vwo-leerlingen? Geef uw mening! Plaats onderaan dit webartikel een reactie via de reageeroptie. Wilt u hierbij ook vermelden of u docent of opleider bent?

Voor opleiders kan het interessant zijn om deze werkvorm te bespreken met hun studenten. Vragen daarbij kunnen zijn:

  • Is het idee van meerdere genen (of samenwerkende genen) die leiden tot een eigenschap relevant voor het vmbo, of voor de onderbouw?
  • Hoe zou je dit practicum kunnen verbeteren?

Deze werkvorm is een onderdeel van het project ‘genomics op het vmbo’. Doel van dit project is om te onderzoeken of en hoe moderne genetica (genomics) een plek op het vmbo kan krijgen.

Het huidige vmbo-programma biedt weinig aansluiting op ontwikkelingen in de genomics, zoals genetisch testen. Om vmbo’ers hierop voor te bereiden, adviseert Horst Wolter de volgende aanvullingen voor het vmbo-programma:

  • Een gen levert veelal een kans op een eigenschap, maar geeft hier geen zekerheid over
  • In de totstandkoming van de meeste eigenschappen spelen meerdere genen en de omgeving een rol (o.a. de leefstijl)
  • Aandacht voor toepassingen van genomics, met name genetisch testen
  • Meer aandacht voor de structuur van DNA, omdat dit een tastbaarder beeld geeft van genen en mutaties

Deze aanvullingen komen grotendeels aan bod in het door Wolter ontworpen lesmateriaal ‘Je genen als glazen bol!’ voor 3/4 vmbo (gt). De tumtum-werkvorm gaat in op het tweede leerdoel, waarvoor in het geteste lesmateriaal geen ruimte meer was. Het tumtum-practicum is alleen nog maar uitgevoerd met vmbo-docenten, die positief reageerden. Het is dus nog niet getest bij (vmbo-)leerlingen, daarom de vraag:

“Kunnen we dit practicum ook gebruiken of aanpassen voor vmbo-leerlingen? En voor havo- of vwo-leerlingen?”

Graag horen wij uw mening. Plaats onderaan dit webartikel een reactie via de reageeroptie. Wilt u hierbij ook vermelden of u docent of opleider bent?

Het tumtum practicum

Start: Iedereen krijgt een bekertje met daarin 10 tumtummetjes
  • Het bekertje stelt een celkern voor uit één van jouw cellen
  • De tumtummetjes zijn genen die informatie bevatten over je lichaamslengte
Stap 1: Zoek je partner en maak samen een kind
  • Je partner is bijvoorbeeld degene die naast je zit
  • Pak allebei willekeurig 5 tumtummetjes uit je bekertje en leg ze bij elkaar

Wellicht is er toelichting nodig over voortplantingscellen en/of allelen

Stap 2: Bereken hoe lang jullie kind wordt, volgens dit model:
Conclusie 1:

Meerdere genen hebben invloed op deze eigenschap
Stap 3: Spelen er nog andere invloeden een rol?
  • Klassikaal nadenken over deze vraag. Benoem enkele invloeden (voeding, ziekte etc.)

Conclusie 2:

Zowel genen als omgeving (leefstijl) spelen een rol bij de lichaamslengte

Stap 4 en 5 zijn optioneel
Stap 4: Bereken hoe lang jullie kind wordt, volgens dit model:
Conclusie 3:

Genen werken samen. Vaak is dat zeer ingewikkeld
Stap 5: Informatie over onderzoek naar lichaamslengte
  • Uit genoombrede scans (steekproef van 180.000 mensen) blijkt dat er zeker 180 genen betrokken zijn bij lichaamslengte (ipv 6 zoals hierboven)
  • Lichaamslengte is sterk genetisch bepaald, maar niet helemaal: Uit tweelingstudies blijkt dat 60-80% van de variatie in lengte door genen verklaard kan worden
  • Van de meeste van deze genen is de functie onbekend
  • Functies die wel bekend zijn, zijn: zorgen voor de aanmaak van groeihormonen of andere genen aan/uit zetten (regulatiegenen)

Conclusie 4:

Er gebeurt veel onderzoek naar genen en er is nog heel veel dat we niet weten

Verwijzingen

ELWIeR en Ecent als één STEM