Let op: In het boek staan mogelijk meer links dan op de website. De reden hiervoor is dat sommige links inmiddels niet meer bestaan en daarom van de website zijn verwijderd.
Voor het thema DNA zijn er een aantal activiteiten uitgewerkt. De activiteiten zijn concreet en in detail uitgewerkt, zodat ze makkelijk uit te voeren zijn in de klas. Hieronder kun je zien welke activiteiten er zijn en kun je meteen de materialen downloaden die je voor deze activiteit nodig hebt. Deze activiteiten staan niet beschreven in boek 2 'Wetenschappelijke doorbraken de klas in!'.
De eerste activiteit is een inleidende opdracht waarmee de uniekheid van ieder mens geïllustreerd wordt.
Wat heb je nodig?
Ruimte waarin kinderen zich vrij kunnen bewegen
Vragen over eigenschappen van leerlingen
Duur
20 minuten, klassikaal nabespreken
Activiteit
De leerlingen gaan in een groep staan. Vervolgens zal de leerkracht een aantal eigenschappen noemen. Als een leerling de genoemde eigenschap bezit, splitst hij zich van de groep af. Uiteindelijk zal iedere leerling alleen staan, kortom ieder mens bezit een unieke combinatie van eigenschappen.
Overzicht van mogelijke vragen van de leerkracht:
Ben je een jongen of een meisje?
Voorbeeldopdracht: alle meisjes gaan naar links.
Ben je links- of rechtshandig?
Kun je met je tong rollen? Ja of nee?
Zitten je oorlelletjes vast aan je hoofd of zitten ze deels los?
Heb je krullend haar of steil haar?
Heb je een kuiltje in je wangen? Wel of niet?
Als je de armen over elkaar doet, welke arm is dan boven? Rechts of links?
Kun je je vingers spreiden? Wel of niet?
Zit er in je haarlijn op je voorhoofd een puntje (een V)?
Heb je een kuiltje in je kin? Ja of nee?
Strengel je handen in elkaar. Welke duim ligt boven? Linkerduim of rechterduim?
Wat is je oorspronkelijke haarkleur? Licht of donker?
Vervolgactiviteit: kringgesprek
Aan de hand van het spel ‘ iedereen is uniek’ kan een kringgesprek plaatsvinden. Centraal staat de vraag: wat zegt dit spel over ons? Het kan gebeuren dat kinderen, ondanks alle vragen, bij elkaar blijven staan. In het kringgesprek kan hier dieper op ingegaan worden. Hoe kan het dat deze leerlingen bij elkaar blijven staan? Wat zegt dat over hun eigenschappen? Welke eigenschappen hebben ze niet gemeen? Bekijk hieronder een voorbeeld van de activiteit.
Duur
30 minuten, kinderen maken het werkblad thuis af
Activteit LIjk je op je buurvrouw/buurman of op je familie?
Als je om je heen kijkt of als je het spel ‘Hoe uniek ben jij?’ gespeeld hebt, dan zie je dat je maar op een paar eigenschappen hoeft te letten om te merken dat je anders bent dan je buurman of buurvrouw: je bent uniek! Toch zeggen we allemaal wel eens: ‘dat heb ik van mijn vader of van mijn oma’. Je lijkt waarschijnlijk meer op je familie dan op je buurman of buurvrouw.
Vreemde familie?
Hieronder staat een lijst met eigenschappen waarvan we gaan uitzoeken of ze veel in je familie voorkomen. Als je alles hebt ingevuld kun je zien op wie jij in jouw familie het meeste lijkt. In de eerste tabel staat uitgelegd wat er met de eigenschappen bedoeld wordt.
Uitvoering
Kies minimaal 5 eigenschappen uit (verzin eventueel zelf een eigenschap waarvan je wilt weten of het in je familie voorkomt) en probeer van zo veel mogelijk broertjes, zusjes, opa’s, oma’s, en als je het leuk vindt zelfs van je ooms/tantes/neefjes/nichtjes, de eigenschappen in te vullen. Gebruik zo nodig foto’s, bel ze op of stuur een mailtje. Het is niet erg als je hier of daar wat informatie mist, maar hoe meer, hoe leuker.
Vul de tweede tabel in voor jezelf en de rest van de familie. Je krijgt zo een hele lijst van wie welke eigenschappen wel of niet heeft.
Omcirkel van iedereen de eigenschap die hetzelfde is als bij jou (bijvoorbeeld als je zwart haar hebt dan krijgt iedereen met zwart haar een cirkel om het woord zwart)en tel het aantal omcirkelde eigenschappen van ieder familielid bij elkaar op: degene met de meeste cirkels lijkt het meest op jou.
Activiteit
Om beter te begrijpen hoe er bij het kopiëren van DNA fouten kunnen optreden, bekijken we eerst hoe die codering van informatie er precies uitziet. Daartoe bouwen we een stukje van ons DNA op een strook papier, waarbij de vier nucleotiden worden weergegeven door vier kleuren, in de vorm van stickertjes of rondjes.
We geven nu elke eigenschap uit het introductiespel ‘Iedereen is uniek’ zijn eigen kleurcode. Linkshandigheid is bijvoorbeeld groen-rood-blauw. Op het werkblad zie je welke code bij welke eigenschap hoort. Op deze wijze maak je de strook DNA vol met jouw twaalf eigenschappen uit Tabel 2. Zo maakt iedereen zijn eigen unieke reeks van 12 x 3 = 36 gekleurde stickertjes.
Differentiatietip: Je kunt er voor kiezen om klassikaal nieuwe eigenschappen toe te voegen, maar je kunt de leerlingen ook de zelf gekozen eigenschappen bij de activiteit ‘Op wie lijk jij het meest?’ laten toevoegen.
Bekijk hier het filmpje ´Het plakken van je eigen DNA strook´
Achtergrondinformatie bij deze activiteit
Er is bewust voor gekozen om eigenschappen om te zetten in een reeks van drie gekleurde stickers. De basen (A, T, C, G) van het DNA dienen als code voor de bouw van eiwitten. De volgorde van al die A’s, C’s, T’s en G’s kunnen een code vormen voor de volgorde waarin aminozuren in de cel tot eiwitten worden geregen.
Francis Crick en Sydney Brenner kraakten samen de genetische code. Elke mogelijke combinatie van drie basen vormt de code voor één bepaald aminozuur. Francis Crick en Sydney Brenner redeneerden als volgt. De DNA-code heeft maar vier letters: A, T, C en G. Dus als één letter de code zou vormen voor één aminozuur kan er slechts eiwit worden gemaakt dat uit vier verschillende aminozuren is samengesteld. Dat is te weinig, want in eiwitten komen twintig verschillende aminozuren voor. Ook met twee basen – AT of GC bijvoorbeeld – zijn niet voldoende combinaties te maken om voor elk van de twintig aminozuren een eigen code te maken. Maar met drie basen kun je ruimschoots voldoende codes maken voor die verschillende aminozuren.
Doel
De leerlingen leren dat iedere DNA-strook uniek is.
Wat heb je nodig?
DNA-stroken van de leerlingen uit de klas
Duur
15 minuten
Activiteit
Als iedere leerling een DNA-strook gemaakt heeft, kan het DNA-wie-is-het-spel gespeeld worden. De leerkracht pakt willekeurig één DNA-strook uit de klas. Alle leerling gaat staan. Door middel van de kleurcode leest de leerkracht de eigenschappen op die op de desbetreffende DNA-strook staan. Als de leerkracht een eigenschap opnoemt die de leerling niet heeft, gaat hij zitten. Dit wordt herhaald totdat er maar één kind overblijft, want iedere DNA-strook is uniek.
Tip! Om het spannend te maken, kun je achteraan de DNA-strook beginnen met het voorlezen van eigenschappen. Op deze manier worden jongens en meisjes niet meteen van elkaar gescheiden.
Differentiatietip: U kunt er voor kiezen om niet zelf de eigenschappen voor te lezen, maar dat door een leerling te laten doen. Op deze manier krijgen de leerlingen meer inzicht in het leren lezen van DNA.
Doel
De leerling leert dat een DNA-code uit twee strengen bestaat.
Wat heb je nodig?
Enkele DNA-strengen uit de activiteit ‘ Maak je eigen DNA’
Stickers in de kleuren groen, rood, blauw, geel
Duur
20 minuten
Activiteit
Bij deze activiteit gaan de kinderen hun eigen DNA-code compleet maken. Dit doen ze door de complementaire kleuren onder de kleuren die al op de strook geplakt zijn, te plakken. Hierbij is de afspraak dat rood hoort bij groen en dat geel hoort bij blauw. Het is de bedoeling dat je de twee rijen met stickers naast elkaar plakt.
Doel
Kinderen leren dat er foutjes kunnen ontstaan als DNA gekopieerd moet worden onder druk.
Wat heb je nodig?
Stroken papier
Stickers in de kleuren groen, rood, blauw, geel
Duur
20 minuten
Activiteit
Bij deze activiteit richten we ons wederom op het kopieerproces. Dit keer wordt een tijdselement ingevoegd: de leerling die het eerst klaar is, heeft gewonnen. Het element van tijdsdruk is om te laten zien dat er onder druk fouten worden gemaakt. Ook de cel staat voortdurend onder druk. Dus in deze opdrachten bootsen we de cel na!
Leerlingen krijgen de opdracht de complementaire strengen van hun DNA eerst los van elkaar te knippen en beide helften op een nieuwe brede strook te plakken.
De afspraak uit activiteit 5 ‘DNA-streng completeren’ blijft staan
Hierna worden beide helften complementair gekopieerd
Achteraf kun je de leerlingen elkaars DNA-streng laten nakijken. Zitten er foutjes in. En hebben die foutjes een betekenis: kom er in de code nu een andere eigenschap voor? Dit is wat er ook met DNA in een cel gebeurt: onder druk van het kopiëren ontstaan veranderingen (mutaties). Die mutaties kunnen ertoe leiden dat een eigenschap verandert, maar ook dat je met een erfelijke ziekte geboren wordt. Vaak hebben de foutjes hebben geen invloed, omdat het deel van het DNA waar ze ontstaan niet gebruikt wordt voor het vormen van eigenschappen.
Werkblad 4 – bepaal de ziekte. Let op: er zijn twee verschillende versies van werkblad 4. Deze versies leiden allebei naar een andere ziekte / aandoening.
Activiteit
De kleurcode uit de activiteiten 3 t/m 5 worden nu vervangen door letters, overeenkomstig de wetenschappelijke aanduiding:
A (adenine)
C (cytosine)
G (guanine)
T (thymine)
Een enkele streng DNA ziet er dan bijvoorbeeld zo uit: ACTGAGCTTGACCAT
Om de enkele streng te completeren tot een dubbele zijn er weer vaste combinaties:
A krijgt altijd een U aan zich gekoppeld
C krijgt altijd een G
G krijgt altijd een C
T krijgt altijd een A
Deze activiteit bestaat uit verschillende delen.
Deel 1: Elke groep krijgt een blad met daarop een stuk van een DNA-code. De leerlingen moeten deze enkele streng completeren tot een dubbele streng, volgens de vaste lettercombinaties.
Deel 2: Iedere steeds drie opeenvolgende letters (codon) van de tweede streng vormen een code voor een aminozuur. Laat leerlingen deze codes opzoeken in de decodeerschrijf (werkblad 5). Laat leerlingen de letter blauwe-ring opschrijven op het werkblad. Doe dit voor elke codon. Zo ontstaat een reeks van 15 letters.
Let op: doe eerst voor middels een Powerpoint hoe de decodeerschijf van bijlage 5 werkt.
Deel 3: Leerlingen hebben nu een reeks van 15 aminozuren en die vormen samen een eiwit. Dit eiwit is betrokken bij het ontstaan van een bepaalde ziekte of afwijking.
Ga naar de laptop en voer je reeks van 15 letters (zonder spaties) in bij google.
Als je het goed hebt gedaan zal google in die reeks een eiwit herkennen en je naar een pagina leiden waarop te vinden is welk eiwit dat is en welke ziekte of afwijking daarmee verbonden is.
Antwoorden:
Bij de eerste DNA-streng hoort de ziekte: Alzheimer
Bij de tweede DNA-streng hoort de ziekte: Parkinson
Doel
Kinderen worden zich bewust van het feit dat eigenschappen afkomstig zijn van beide ouders.
Wat heb je nodig?
Bouwmaterialen voor de snoepjes
(in het gebruikte voorbeeld: spekjes, satéprikkers, lucifers, tumtums, zure matten)
Let op: deze activiteit kan ook uitgevoerd worden met andere (niet eetbare) materialen.
Strook met eigenschappen van vader en moeder (maak verschillende stroken, zodat leerlingen verschillende “baby’s” krijgen)
Activiteit
In deze activiteit krijgen de kinderen de opdracht om een “babysnoepjesdier” te maken aan de hand van het bouwplan van het moeder- en het vadersnoepjesdier. Hiervoor pakken ze een strookje met eigenschappen van de vader en een strookje met eigenschappen van de moeder. Het bouwplan is een zelfverzonnen serie eigenschappen (door de leerkracht).
Voorbeeld:
De eigenschappen die door de leerkrachten bedacht zijn (zie Tabel 2)
De staart kan lang of kort zijn;
De ogen kunnen aan de zij- of voorkant zitten;
Het hoofd kan hoekig of gedraaid zijn;
Het lijf kan lang of kort zijn;
De poten kunnen verschillende kleuren hebben.
Bouwplan vader en moeder
Aan de hand van het bouwplan van de vader en de moeder moeten de kinderen de eigenschappen van hun babysnoepjesdieren baseren.
Afspraken:
Als ouders allebei dezelfde eigenschap hebben, dan krijgt het babysnoepjesdier ook deze eigenschap. Dus hebben vader en moeder allebei een lange staart (een lange zure mat), dan krijgt het kind dit ook.
Als ouders een verschillende eigenschap hebben, dan mag de leerling zelf kiezen voor welke eigenschap hij gaat.
Door deze opdracht worden kinderen bewust van het feit dat eigenschappen afkomstig zijn van beide ouders. Daarnaast komen ze in aanraking met het feit dat een bepaalde eigenschap soms ‘wint’ (dominant is).
Activiteit
Op het internet staat veel informatie over DNA en erfelijkheid. Aan de hand van het DNA-opdrachtenblad komen de leerlingen in aanraking met verschillende informatieve sites. De activiteit kan zowel klassikaal, in groepjes als individueel gemaakt worden.
70% alcohol (bij de drogist te krijgen, koud bewaren tot gebruik)
Een houten stokje
Duur
30 minuten
Activiteit
In de onderstaande werkwijze is dikgedrukt uitgelegd wat de verschillende ingrediënten bijdragen aan de reactie.
STAP 1
Snij de halve banaan in kleine stukjes en doe dit samen met 100 ml koud water en een halve koffielepel zout in de mixer/blender. Mix 15 seconden op de hoogste stand. Je hebt nu bananencellen soep. Het zout helpt later mee om het DNA neer te laten slaan (te zorgen dat het vast wordt zodat je het uit de oplossing kan halen).
STAP 2
Filter vervolgens de bananensoep door een koffiefilter en vang het sap op in een reageerbuisje (zo'n drie vingers hoog).
STAP 3
Voeg een paar druppeltjes afwasmiddel toe en schud het buisje 5 minuten heel zachtjes heen en weer. Hierdoor breekt het celmembraan (de buitenkant) en de celkern af en kan het DNA, dat in de kern verpakt zat, vrijkomen.
STAP 4
Voeg een half koffielepeltje ananassap toe aan het reageerbuisje. Opnieuw zachtjes schudden gedurende 5 minuten. DNA zit in de celkern opgevouwen om eiwitten heen die het beschermen. Het enzym, uit het ananassap, knipt die eiwitten in stukjes maar laat het DNA intact zodat je het kan isoleren. Als je te hard roert breek je het lange DNA-molecuul in kleinere stukken waardoor je het later slechter kan zien
STAP 5
Haal nu pas de ijskoude alcohol uit de diepvriezer en voeg deze heel voorzichtig toe. Zorg ervoor dat de alcohol voorzichtig langs de kant loopt en dat het volume in je reageerbuisje ongeveer verdubbelt.
Na enkele seconden vormt zich op de scheidingslijn tussen het sap en de alcohol een wit snot. Draai voorzichtig met een houten stokje door dit snot en wind het op... het DNA van de banaan. DNA zal als een witte draderige smurrie naar de alcohollaag gaan omdat het zich daar het prettigst voelt, chemisch gezien dan.
Extra
Voor de kinderen in de hoogste klassen is onderstaande extra achtergrondinformatie toegevoegd. Dit kunt u naar eigen inzicht toevoegen aan de les.
En hoe zit dat dan?
Alle levende organismen (dieren, planten en mensen) zijn opgebouwd uit cellen. Bij de mens heeft iedere lichaamscel een celkern die op zijn beurt 46 chromosomen (erfelijke code dragers) bevat (behalve de geslachtscellen, die bevatten slechts 23 chromosomen). Ons DNA vormt de bouwstenen voor die chromosomen.
DNA is opgebouwd als een soort dubbele spiraal, vergelijkbaar met een wenteltrap. De zijkanten van die wenteltrap bestaan uit suiker en fosfaatverbindingen en die houden de treden van de wenteltrap stevig vast. De treden zijn opgebouwd uit 4 chemische stoffen die we met de letters A (Adenine), T (Thymine), C (Cytosine) en G (Guanine) aanduiden. Iedere trede van de wenteltrap bestaat ofwel uit de verbinding tussen stofje A en stofje T, ofwel uit de verbinding tussen stofje C en stofje G. Het is die opeenvolging van treden die verschilt van mens tot mens en dat maakt ons allemaal uniek.
Minstens even verwonderlijk is dat iedere lichaamscel precies dezelfde code bevat. In iedere cel is het DNA dus identiek, echter, per lichaamscel wordt alléén die informatie geactiveerd die nuttig is voor die lichaamscel. Zo bevat een lichaamscel uit je grote teen informatie over de kleur van je ogen, maar staat die informatie daar op non-actief.
En dat is ook de verklaring waarom je in principe maar 1 cel nodig hebt om bijvoorbeeld een schaap te klonen. In die ene cel zit namelijk alle informatie over hoe dat schaap is opgebouwd en als je die informatie kan kopiëren, krijg je een identiek schaap.
Bekijk hier het filmpje ´Het plakken van je eigen DNA strook´
