10.2 Soorten veranderen

• Biologie
• Middelbare school
• havo
• Leerjaar 5

H9: Erfelijkheid

H10: Evolutie

Paragraaf 1 Dierenwelzijn

Paragraaf 10.2: Soorten veranderen

Deze les:

- 10.2 Soorten veranderen

Doel en begrippen 10.2

Je leert hoe het komt dat een soort voortdurend verandert

mutatie, allel, allelfrequetie, evolutie, mutageen, puntmutatie, chromosoommutaties, genoommutatie, tetraploïde cellen, recombinatie, genetische variatie, genenpool, voortplantingssucces, natuurlijke selectie, adaptatie, selectiedruk, fitness, genetic drift, toeval, seksuele selectie, kunstmatige selectie

Evolutie

Voor evolutie zijn de volgende zaken nodig:

Genetische variatie

Selectiedruk

Overerving

Genetische variatie

Genetische variatie onstaat door:

* mutaties

* recombinatie

Mutaties

Bij elke celdeling kunnen kopieer- of delingsfouten plaatsvinden -> mutaties. 

Als dit gebeurt bij het aanmaken van geslachtscellen dan erven de nakomelingen dit veranderde DNA.

Sommige invloeden van buitenaf vergroten de kans op mutaties: UV straling, radioactieve straling, chemische stoffen (roken bijv).

Deze dingen noem je mutageen.

Mutaties

Een mutatie is een verandering in de basenvolgorde van het DNA of in het aantal chromosomen.

Bij een verandering in de basenvolgorde in een gen kan het eiwit dat hier door wordt gecodeerd anders gaan werken. Het werkt niet meer of het werkt juist extra goed. Daardoor levert het een andere eigenschap op --> een nieuwe allel/fenotype

Soorten mutaties

Puntmutatie: Eén base(paar) verandert. 

Chromosoommutaties: Een deel van een chromosoom verandert, vaak meerder genen.

Delen van chromosomen ontbreken, zijn dubbel, zijn omgedraaid of verplaatst.

Genoommutatie: het aantal chromosomen verandert (bijvoorbeeld trisomie 21)

Puntmutatie

Chromosoommutatie

Genoommutatie

Tetrapoloïde/ triploïde

De stof colchicine verstoort de meiose (geen trekdraden) en hierdoor blijven de geslachtscellen diploïd.

Wordt door plantenkwekers gebruikt om tri- of tetraploïde planten te kweken. 

--> veelvoud aan genen leidt tot extra grote planten, bloemen, vruchten etc.

Niet alle mutaties leveren een verandering op die zichtbaar is in het fenotype. Leg uit dat een mutatie in het gen voor oogkleur niet zichtbaar is als de mutatie plaatsvindt in een huidcel.

Recombinatie

Ook geslachtelijke voortplanting vergroot de genetische variatie binnen een populatie omdat kinderen een toevallige combinatie van de chromosomen van hun ouders krijgen.

Dit proces heet recombinatie.

De beschikbare genen binnen een populatie heet de genenpool.

Evolutie

Voor evolutie zijn de volgende zaken nodig:

Genetische variatie

Selectiedruk

Overerving

Selectiedruk

Doordat in een populatie de individuen (bijna) allemaal genetisch verschillend zijn (variatie) hebben ze allemaal een grotere of kleinere kans om zich voort te planten. De gunstige genen (hoge fitness) hebben een grotere kant om in de nieuwe generatie terecht te komen dan ongunstige genen (lage fitness).

Dit proces heet natuurlijke selectie (selectiedruk).

Evolutie

Het veranderen van soorten, tot zelfs het ontstaan van nieuwe soorten heet evolutie.

Evolutie gaat langzaam. 

Evolutie is niet gestuurd, je weet vooraf niet welke kant het op gaat, mutaties ontstaan bij toeval.

Evolutie is nooit klaar.

De Evolutietheorie - Stap 1

Iedereen is een beetje anders:

- Langer

- Puntigere snavel

- Dikker verenpak

- Mooiere vlekken

- Kleinere voeten

- Grotere vinnen

etc.

Genetisch variatie door Mutatie & Recombinatie

De Evolutietheorie: Stap 2

Het leven is zwaar: 

- Wind

- Temperatuur

- Zon

- Droogte

- Predatie

- Partners tekort

Struggle for life / Selectiedruk

De Evolutietheorie: Stap 3

Individuen die overleven kunnen 

hun genen doorgeven naar volgende generatie.

Genen van de individuen die niet overleven 

 of voortplanten sterven uit.

Er treedt een verandering op in de 

genetische variatie van de volgende generatie. 

De soort is geëvolueerd!

Survival of the fittest/ Overerving

Dus, de evolutietheorie zegt:

1. Iedereen is een beetje anders (genetische variatie)

2. Het leven is zwaar door bijv. milieu en concurrentie (selectiedrukken)

3. Individuen met de meest gunstige eigenschappen hebben meer kans op overleving en voortplanting (survival of the fittest)

4. Genen met de hoogste fitness erven over naar de volgende generatie --> adaptatie

Welke afbeelding geeft de evolutietheorie weer? A of B?

In een populatie

Het veranderen van de eigenschappen van een populatie door de selectiedruk heet adaptatie.

De allelfrequentie van het allel verandert.

Voorbeeld: Berkenspanner

Oefening

Beschrijf in de drie stappen van evolutie (variatie, selectie, overerving) de  natuurlijke selectie bij de Berkenspanner. 

Antwoord

- In de populatie berkenspanners komen zowel donkere als lichtere varianten voor (variatie)

- Op de donkere stammen zijn de donkere berkenspanners slecht zichtbaar, zij worden door vogels minder opgegeten (selectie)

- De donkere berkenspanners hebben hierdoor een hogere kans op overleving en voorplanting, zij geven hun genen door aan de volgende generatie (overerving)

Oefening

Beschrijf in de drie stappen van evolutie (variatie, selectie, overerving) de  natuurlijke selectie bij de Oefies en Toefies. 

Natuurlijke selectie bij 

de Oefies en Toefies

- Welke variatie zien we in de populatie? Hoe is deze ontstaan?

- Wat is de selectiedruk?

- Overerving en adaptatie. 

Darwin gebruikte bij het opstellen van zijn evolutietheorie het begrip 'survival of the fittest'. Deze uitdrukking wordt meestal vertaald met 'het overleven van de sterksten'. Welke van de onderstaande individuen worden in deze uitdrukking bedoeld met 'de sterksten'?

1. De individuen die de meeste kracht kunnen leveren.
2. De individuen die het langste leven.
3. De individuen die de meeste nakomelingen krijgen.
4. De individuen van de soorten die boven in de voedselpiramide staan.

Zet in de juiste volgorde:
I - Dankzij zijn kleur valt een zwarte koolmees niet op bij katten. Hij leeft lang en krijgt veel nakomelingen
II - Het aantal allelen voor de zwarte kleur neemt toe in de populatie
III - Door natuurlijke selectie zijn er veel zwarte koolmezen ontstaan
IV - Door een mutatie ontstaat een zwarte koolmees in een populatie

1. II - IV - II - III
2. I - II - IV - III
3. IV - I - II - III
4. IV - II - III - I

Vb: Examenvraag

Vaak begint kanker in een cel door een spontane mutatie, die deze cel een

groeivoordeel geeft waardoor de cel zich sneller deelt dan normale cellen. Er

komt een soort "Natuurlijke selectie" op gang waarbij nakomelingen van de cel met het gemuteerde gen steeds meer in aantal toenemen. Onder deze

nakomelingen zijn cellen die gezonde cellen verdringen, resulterend in een

tumor, een genetisch “lichaamsvreemd deel” in het omringende weefsel.

(3p) Leg in drie stappen uit wat “Natuurlijke selectie” van deze cellen in een

menselijk lichaam inhoudt.

Antwoord

- Door een mutatie ontstaat er variatie, kankercellen hebben een groeivoordeel over gewone lichaamscellen (1p)

- Deze snel groeiende kankercellen kunnen zich sneller delen en verdringen gewone lichaamscellen, selectie (1p)

- De dochtercellen van deze kankercellen erven de mutatie en daarmee het groeivoordeel over, overerving (1p)

Genetic drift

Soms verandert de allelfrequentie van een populatie door iets anders dan natuurlijke selectie: door toeval.

• Bij een bosbrand gaan toevallig meer planten met rode dan met witte bloemen dood.
• Er worden toevallig meer individuen met rood haar geboren in een bepaalde periode (meer dan je zou verwachten op basis van de kansberekening).

Dit verschijnsel heet genetic drift.

Seksuele selectie

Bij de partnerkeuze wordt op specifieke eigenschappen gelet. Deze eigenschappen hebben daarom een hoge fitness, hoewel ze misschien niet erg handig zijn voor het individu (lange pauwenstaart, groot gewei enz.).

Dit proces heet seksuele selectie.

Kunstmatige selectie

Mensen kiezen bij het kweken van planten en het fokken van dieren bewust bepaalde eigenschappen uit.

Dit proces heet kunstmatige selectie.

Vraag- Welke term hoort erbij?

1. Planten die gifstoffen maken, blijven langer leven

2. Paradijsvogels met felle kleuren paren het meest

3. Poolvossen hebben kleinere oren dan woestijnvossen

4. In een gebied groeien planten met witte en paarse bloemen. Bij de aanleg van een fietspad komt het asfalt toevallig op vooral planten met witte bloemen te liggen.

GENETIC DRIFT/ NATUURLIJKE SELECTIE/ ADAPTATIE/ SEKSUELE SELECTIE

Bewijs voor Evolutie?

Doel en begrippen 10.2

Je leert hoe het komt dat een soort voortdurend verandert

mutatie, allel, allelfrequetie, evolutie, mutageen, puntmutatie, chromosoommutaties, genoommutatie, tetraploïde cellen, recombinatie, genetische variatie, genenpool, voortplantingssucces, natuurlijke selectie, adaptatie, selectiedruk, fitness, genetic drift, toeval, seksuele selectie, kunstmatige selectie

HUISWERK

Maken 10.2 opdr. 4, 7, 8, 10 t/m 13