Profielwerkstuk Biologie Genetica

(1)

Profielwerkstuk Biologie Genetica

Profielwerkstuk door een scholier 5e klas havo

1795 woorden 19 jaar geleden

5,5

80 keer beoordeeld

Vak Biologie

Inleiding

Wij hebben voor het vak biologie gekozen, omdat dat een vak is dat ons echt interesseert.

In overleg met Meneer De Mooij hebben we uiteindelijk gekozen voor het onderwerp Genetica. Wij wilden hierbij een practicum uitvoeren, zodat we tot het besluit kwamen om fruitvliegjes te gebruiken. Aan de hand van deze vliegjes konden we onderzoeken of de Wetten van Mendel kloppen.

Hypothese

De Uniformiteitswet zal theoretisch moeten kloppen, want als je witte en rode homozygote vliegjes met elkaar laat kruisen ontstaan eerst 100% Rode heterozygote vliegjes.

RR x rr → Rr (100%)

Als je daarna deze vliegjes weer laat kruisen ontstaan ongeveer 75% rode vliegjes en 25% witte vliegjes.

Hiermee heb je dan zijn 2e wet herontdekt.

Rr x Rr → RR (25%)

→ Rr (50%)

→ rr (25%)

De conclusie is dus dat er een verhouding moet zijn van 3:1 tussen het aantal rode en witte vliegjes.

Theorie van Mendel Mendel: Wie is dit?

Johann Mendel werd op 22 juli 1822 geboren te Heizendorf in Silezië, dat toen deel uitmaakte van het Oostenrijks-Hongaarse Rijk en tegenwoordig Hyncica heet en in Tsjechië ligt. Zijn vader was een redelijk welvarende fruitteler.Als kind was Johann vaak ziek, wellicht leed hij aan psychosomatische

(2)

verschijnselen. Psychosomatische verschijnselen worden veroorzaakt door geestelijke factoren in het lichaam. Toch is hij naar het Gymnasium te Troppau gegaan en later naar de universiteit van Olmütz. Hij ging op zijn eenentwintigste het klooster in, omdat er geen geld was voor verdere studie. In het klooster had hij een mogelijkheid om verder te studeren. Hij studeerde van 1844 tot 1848 theologie, landbouwkunde en botanie. Als zielzorger was hij ongeschikt en hij zakte voor een examen om een onderwijsbevoegdheid te behalen. Hij werd van 1851 tot 1853 naar Wenen gestuurd om wiskunde en natuurwetenschappen te studeren, maar ook hierin behaalde hij geen bevoegdheid.

In 1856 begon Mendel een lange reeks experimenten met erwten. Gedurende twee jaar probeerde hij in de kloostertuin zuivere lijnen te kweken van erwten met duidelijk zichtbare verschillen in eigenschappen zoals grootte, kleur, vorm en rimpeling. Vervolgens kruiste hij planten met verschillende eigenschappen. Op basis van deze gegevens vond hij de basisregels van de erfelijkheid. Pas jaren na zijn dood ( op 6 januari 1884 ) werd zijn theorie opnieuw herontdekt.

De wetten van Mendel.

De eerste wet is: De uniformiteitswet.

Bij een kruising van een homozygoot dominant dier en een homozygoot recessief dier vertonen de nakomelingen fenotypisch de dominante eigenschap.

Een kruising van BB x bb geeft 100% Bb.

Met homozygoot wordt bedoeld: beide allelen op een locus zijn gelijk.

Dominant: het allel overheerst eventuele andere allelen op deze locus.

Recessief: Het allel wordt overheerst door het dominante allel.

Fenotypisch: hoe je er uitziet.

Kort houdt dit dus in dat alle nakomelingen onderling gelijk zijn.

De tweede wet is: De Splitsingswet.

Wanneer we de eerste generatie met elkaar kruisen komen er nakomelingen die niet allemaal identiek zijn.

Ze splitsen zich in een bepaalde getalsverhouding.

Namelijk: 3:1 ( bij dominante vererving ) 1:2:1 ( bij intermediaire vererving )

Een kruising van Bb x Bb geeft 25% BB, 50% Bb en 25% bb.

Als je hierbij kijkt naar het uiterlijk ze je: 75% : 25%

De derde wet is: De Onafhankelijkheidswet.

Bij di- en polyhibride kruisingen ( kruisingen van rassen die onderling in twee of meer kenmerken

verschillen ) splitsen de kenmerkenparen zich onafhankelijk van elkaar volgens de eerste en de tweede wet van Mendel.

Een kruising van AA x aa kruisen met AA x aa geeft 100% Aa.

De herontdekking van de theorie.

(3)

In 1900, zestien jaar na zijn dood, werd het werk van Mendel ontdekt door drie plantkundigen: De Nederlander Hugo de Vries ( 1848-1935 )

De Duitser Carl Erich Correns ( 1864-1933 )

De Oostenrijkse Erich Tschermak von Seysenegg ( 1871-1933 )

Dat gebeurde na een speurtocht in de literatuur en de te grote nadruk die zij op het werk van Mendel legden.

De Engelsman William Baterson ( 1861-1926 ) legde de wetten van Mendel naast zijn eigen ontwikkelde erfelijkheidsleer. Baterson vond echter veel gevallen waarin deze wetten niet opgaan.

Pas in de jaren na 1930 werd de onduidelijkheid over Mendels werk opgehelderd en gezien als een bijdrage aan de verklaring van het basismechanisme voor het overerven van eigenschappen, dat nu deel uitmaakt van een bredere theorie over natuurlijke selectie en chromosomale erfelijkheid.

Wat hebben we nodig en waarvoor?

Wat hadden we nodig:

Ether

Een klein penceeltje Een petrischaaltje

Een glazen potje met een watje in de dop Een loepje

Reageerbuisjes

Hoe hebben wij de proeven uitgevoerd:

Er moeten vliegjes in de reageerbuisjes zitten. Daarna tikken we met onze vingers tegen het buisje, om te zorgen dat de vliegjes op de bodem terecht komen. Daarna trekken we snel de stop van het buisje af en trillen we de vliegjes in het glazen potje en doen de dop met het met ether vochtige watje erin op het potje.

We wachten dan tot dat de vliegjes stil op de bodem van het potje liggen. Niet te lang, want ze kunnen dan dood gaan. (Als de vleugeltjes van de vliegjes in een hoek van 90º staan zijn de vliegjes helaas overleden.) Hierna tik je de verdoofde vliegjes op een petrischaaltje. Dan ga je ze rangschikken op kleur ogen en geslacht. (Dit doe je m.b.v. een loepje.) Als je de vliegjes gerangschikt hebt kun je ze in een reageerbuisje stoppen (witte mannen bij rode vrouwen of omgekeerd) en kunnen ze weer paren.

Ons Onderzoek

Als eerste moesten we nagaan of deze vliegjes na de eerste kruising fenotypisch 100% rode ogen hebben.

Dat hebben we gedaan door: in verschillende buisjes een gelijk aantal wit ogige vliegjes bij rood ogige vliegjes te doen. Maar je moest wel letten op het geslacht van devliegjes. In onderstaand plaatje staat aangegeven hoe je het geslacht bij vliegjes kan onderscheiden.

We hebben toen ervoor gekozen om de vliegjes die per dag uitkwamen te kruisen. Door deze keuze kreeg ik 6 verschillende buisjes.

(4)

27– 12

· 4♀ RR en 6♂ rr → Buisje 1

· 9♂ RR en 3♀ rr → Buisje 2

28- 12

· 16♂ RR en 3♀ rr → Buisje 5

We dachten dat we zo wel genoeg buisjes zouden hebben, want anders zou ik bezig kunnen blijven.

Als deze vliegjes dan genoeg eitjes hadden gelegd. Dan lieten we de ouders los.

Als dan de poppen uitkwamen, dan konden we ze gaan tellen.

17-1 en 18-1

· Uit Buisje 1 kwamen: 4♀ Rr 1♂ Rr

1♀ rr

· Uit Buisje 2 kwamen: 3♀ Rr 1♀ rr

· Uit Buisje 3 kwamen: 4♂ Rr 3♀ Rr

3♂ rr 1♀ rr

In totaliteit zijn er: 35♀ Rr 3♀ rr

13♂ Rr 3♂ rr

Nu hebben we de 2e generatie, die moesten we dan ook gaan kruisen met elkaar om na te kunnen gaan of Johann Mendel gelijk had met zijn 2e wet, de splitsingswet. Hierbij moesten we ze weer apart in buisjes doen.

(5)

· 6♀ Rr en 4♂ Rr → Buisje 10

· 5♂ Rr en 2♀ Rr → Buisje 11

· 6♀ Rr en 2♂ Rr → Buisje 12

· 5♂ Rr en 3♀ Rr → Buisje 13

Ik kon niet over meer gevulde buisjes bezitten, want ik had een tekort aan Rode Mannetjes.

Als deze vliegjes genoeg eitjes hadden gelegd, dan konden deze ouders uit het buisje verwijderd worden.

Als dan later de poppen uitgekomen waren, dan konden we ze weer gaan tellen. Hieruit kwamen dan:

27-1 en 28-1

· Uit Buisje 10 kwamen: 30♀ Rood 20♂ Rood

2♀ rr 6♂ rr

1♀ rr 4♂ rr

5♀ rr 3♂ rr

4♀ rr 3♂ rr

In totaal kwamen er 185 rode vliegjes en 28 witte vliegjes uit.

Problemen die we tegenkwamen De Reis

Toen we de vliegjes op gingen halen op het Gertrudis College in Roosendaal leefden de 1e vliegjes nog. We brachten ze daarna naar school. We dachten dat die daar wel goed stonden om zich voor de eerste keer te kruisen, maar ja. Toen we de volgende dag op school kwamen toen kregen we van Milica te horen dat onze vliegjes met 40º koorts overleden waren. We hadden ze in de kast gezet die op temperatuur

gehouden kon worden. En iemand was zo aardig om zich met ons onderzoek te bemoeien en de

temperatuurregelaar met ongeveer een ¼ slag omhoog te draaien. Dus dan is genocide met fruitvliegjes een woord apart. Hierdoor werd ons onderzoek een paar weken stilgelegd, omdat we een nieuwe afspraak met de TOA op het Gertrudis College moesten maken.

Heterozygote vliegjes

Ons volgende probleem was dat de rode vliegjes niet allemaal Homozygoot Rood waren. Hierdoor

(6)

ontstonden na de 1e kruising ook witte vliegjes. Deze kunnen alleen ontstaan als Het rode vliegje

heterozygoot is, of er zou een wit mannetje en vrouwtje gepaard hebben, maar ik vertrouw erop dat ik dat laatste niet gedaan zal hebben.

Doordat sommige vliegjes waarschijnlijk heterozygoot waren kan ik er ook niet meer op vertrouwen dat na de eerste kruising alle vliegjes heterozygoot zouden zijn.

Wat waarschijnlijk is gebeurd → Rr x rr = Rr 25% kans (bij sommige paartjes) rr 75% kans

Wat had moeten gebeuren → RR x rr = Rr 100% kans

Door deze fout is eigenlijk niet meer te vertrouwen op de uitkomst

Een verschillend aantal mannetjes en vrouwtjes.

Na de eerste kruising hadden we de beschikking over meer vrouwtjes dan mannetjes, maar ik had de eigenlijk een gelijk aantal vrouwtjes en mannetjes willen hebben, want dan kon ik meer buisjes maken.

Zodat ik over meer uitslagen kan beschikken en daardoor misschien wel betere uitkomsten.

Waarschijnlijk heeft dit verschil met temperatuur te maken, want voor de eerste kruising had ik de vliegjes in de keuken staan waar de vliegjes op ongeveer een temperatuur van 19ºC leefden. Toen had ik ze geteld en daardoor bleek dat ik meer vrouwtjes dan mannetjes had. En tijdens de 2e kruising heb ik ze in de serre gezet waar de vloerverwarming aanstaat. Dit bood een temperatuur aan van ongeveer 23ºC. Dit is dus een temperatuurhoogte voor de vliegjes die waarschijnlijk een beter leefklimaat biedt, want de poppen kwamen al na 10 dagen uit en tijdens de 1e kruising duurde het maar liefst ongeveer 17 dagen. Ik had na de 2e kruising veel meer vliegjes, maar dat maakt niet uit.

Conclusie

Nadat wij erachter kwamen dat de 1e generatie vliegjes niet allemaal homozygoot waren zijn de uitslagen niet duidelijk. De uitslagen zijn ANDERS geworden dan ze hadden moeten zijn, want volgens de 1e wet van Mendel, de uniformiteitswet, moest het fenotype, hoe het vliegje eruit ziet, van de vliegjes 100% rood zijn, maar in totaal waren er van de 54 vliegjes 6 wit.

En volgens de 2e wet van Mendel, de splitsingswet, moest het fenotype van de vliegjes 75% rood en 25%

wit zijn. Maar bij ons onderzoek kwamen er in totaal 185 rode vliegjes en 28 witte vliegjes uit.

Dat betekent dat 86 van de 100 vliegjes rood zijn en 14 van de 100 wit dat is dus geen 3:1 vergelijking

De temperatuur is een belangrijke factor voor vliegjes. Als de temperatuur tussen de 22ºC en 25ºC is, zal de geboorte van het vliegje na ongeveer 10 dagen plaatsvinden, anders kan het soms nog een week langer duren al er een andere temperatuur heerst

Als we homozygote vliegjes hadden gehad, dan waren de percentages vrijwel kloppend, dus hiermee stellen we Johann Mendel alsnog in het gelijk