Ejderha yetiştirme: Mendel kalıtımını inceleme Teach article

Tercüme eden: Tugğçe Kaymaz, Hikmet Geçkil (İnönü Üniversitesi, Moleküler Biyoloji ve Genetik Bölümü). Mendel kalıtımını öğretmek ustalık isteyen bir konu olabilir fakat Pat Tellinghuisen, Jennifer Sexton ve Rachael Shevin’in unutulmaz ejderha yetiştirme oyunu bu konuyu…

julos / iStockphoto izniyle

Ejderhalar efsanevi hayvanlar olabilirler. Fakat onlar Mendel kalıtımını araştırmak için iyi araçlar olabilirler. Aşağıdaki etkinlikte öğrenciler genotip ve fenotipi belirlemek için kağıt kromozomlar kullanarak yavru ejderhaları üretecekler.

Bu etkinlik 12-13 yaşlarındaki öğrencilerle test edildi ve bir ders genellikle yaklaşık 45-60 dakika sürmektedir.

Malzemeler

Tüm sınıf için

  • Bir DNA modeli
  • Bir kromozom resmi

Her öğrenci için

  • İki renkli kromozom şeridi dizisi (anne için 14 pembe şerit ve baba için 14 mavi şerit)
  • Öğrenci çalışma kağıdı
  • Boya kalemleri (en az 4 renk)

Kromozom şeritleri, çalışma kağıdından Tablolar 1-3, çalışma kağıdının kendisi ve basit ejderha çizimi ise Science in School’un websitesinden indirilebilirw1.

Yöntem

Aşağıdaki bilgiyi kullanarak ejderha hikayesini ve etkinlik için gerekli bilgiyi öğrencilere tanıtınız. Daha sonra malzemeleri dağıtınız ve öğrencilere öğrenci çalışma kâğıdındaki talimatları takip etmesini sağlayınız. Tablo 1-3 Science in School’un websitesindenw1 de indirilebilirw1.

Hikayesi

Ejderhalar meraklı yaratıklardır. Şaşırtıcı biçimde, ejderhaların genetiği insan ve kobaylarınkine çok benzer. Birçok okul evcil kobayları bulundurur. Fakat ejderhalar sürüsünü bulundurmak çok daha heyecan verici olmaz mı? Ne yazık ki ejderhalar çok pahalıdır ve bu yüzden okulunuzun her cinsiyetten bir tane olmak üzere sadece iki taneye gücü yetebilir. Bu etkinliğin amacı iki ejderhanız çiftleşmeye karar verdiğinde (ya da verirse) sürünüzde ne tür bir ejderhaya sahip olabileceğinizi belirlemektir.

Öğrenciler için ön bilgi

DNA’nın kromozomlara nasıl
paketlendiği (ölçeksizdir)

Darryl Leja izniyle, NHGRI / NIH

Tüm canlı organizmalarda bulunan her hücre deoksiribonükleik asit (DNA) adındaki bir molekül tarafından kodlanan kalıtsal bilgiyi taşır: öğrencilere DNA modelini gösteriniz. DNA tümü sarıldığında ve bir araya toplandığında kromozom adı verilen bir yapı oluşur: öğrencilere bir kromozom resmi gösteriniz. Her kromozom DNA’nın ayrı bir parçasıdır, böylece sekiz kromozomu olan bir hücre sekiz uzun DNA parçasına sahiptir.

Gen, uzun DNA molekülünün ufak bir parçasıdır. Farklı genler farklı uzunlukta olabilirler ve her gen belirli bir polipeptitin nasıl yapılması gerektiğinin şifresini taşır. Bir ya da daha fazla polipeptit genellikle iki farklı türe ayrılabilen bir proteini oluşturabilir: proteinler vücudunuzdaki kimyasal tepkimeleri yönetirler (enzimler) ve vücudunuzun yapısal bileşenleridir (yapısal proteinler). Bir canlının nasıl göründüğü ve işlev gördüğü bu iki türdeki proteinin kümülatif bir sonucudur.

Aynı genin farklı
alelleri (ölçeksizdir)

Nicola Graf izniyle

Ebeveynlere sahip herhangi bir organizma çift sayıdaki kromozoma sahiptir. Çünkü kromozomların yarısı babadan ve diğer yarısı da anneden gelir. Örneğin bitkilerde polen tanesi babanın katkısıdır ve yumurta hücresi annenin katkısıdır. Bu iki hücre tohuma (yavruya) büyüyecek olan tek bir hücreyi oluşturmak için birleşir.

İnsanlar 23 çift halinde sıralanan 46 kromozoma sahiptir. 23 çiftin her birinde bulunan bir kromozom kişinin babasından, diğeri ise annesindendir. Kromozomlar çiftler halinde olduklarından genler de çiftler halinde bulunur. Bir gen kromozom çiftinin her bir üyesi üstünde aynı bölgede bulunur. Gen ‘çifti’ teknik olarak iki üyesi de aynı özelliği kodlayan bir geni ifade eder. Herhangi bir genin alel olarak bilinen çeşitli farklı formları bulunabilir fakat her birey en fazla sadece iki alele sahip olabilir (biri anneden ve biri babadan). Bireyin sahip olduğu genin iki kopyası aynı ya da farklı aleller olabilir.

Ejderhalarımız yedi çift, yani 14 kromozoma sahiptir ve her çift üzerindeki sadece bir gene bakacağız. Her biri tek bir gen tarafından kontrol edilen yedi farklı özelliği inceliyor olacağız (örneğin ateş üfleme yeteneği). Böyle bir özelliğe monogenik demekteyiz. Yedi genin her biri iki alele sahiptir.

 

Öğrenci çalışma kağıdı

14 şerit setinin biri anne (dişi) ejderhanın kromozomlarını temsil ederken, farklı renge sahip diğeri baba (erkek) ejderhanın kromozomlarını temsil eder.

Her kromozom şeridi büyük ya da küçük olan bir harfe sahiptir. Büyük harfler baskın alelleri ve küçük harfler de çekinik alelleri temsil eder. Her harf çifti bir özelliği kodlar. En az bir baskın alel (büyük harf) mevcutsa baskın özellik ortaya çıkar (örneğin ejderha ateş üfleyebilir);çekinik özellik yalnızca ejderha çekinik alelin iki kopyasına sahipse ortaya çıkacaktır (örneğin ateş üfleyememe).

  1. Kromozomları aynı uzunluk ve harf çiftlerine eşleşecek şekilde sınıflandırınız. Her renk için yedi kromozom çiftiniz olmalıdır (erkek için mavi, dişi için pembe).
    Harflerle kodlanan özellikler aşağıdaki gibidir:

    • F ve f ejderhanın ateş üfleyip üflemediğini temsil eder
    • M and m ayak parmakları sayısını temsil eder
    • S ve s kuyruk çıkıntıları sayısını temsil eder
    • T ve t kuyruk rengini temsil eder
    • A ve a vücut rengini temsil eder
    • W ve w kanat rengini temsil eder
    • H ve h ejderhanın boynuzunun olup olmadığını temsil eder.
  2. En uzun erkek kromozom çiftini ve en uzun dişi kromozom çiftini alınız ve onları sıranın üzerine aşağı bakacak şekilde yerleştiriniz. Böylece harfleri göremezsiniz.
  3. Kromozomları döndürmeksizin, her renkten bir tane seçiniz ve onları yavru ejderhanın kromozom çiftini oluşturmak için bir araya koyunuz. Geriye kalan kromozom çiftini atınız.
  4. Basamak 2 ve 3’ü en uzun kromozomlardan en kısa olanlara giderek her biri bir pembe ve bir mavi şerit içeren yedi yeni kromozom çiftine sahip olana kadar tekrarlayınız.
  5. Yeni yavru ejderhanızın yedi kromozom çiftini döndürünüz. Her bir çift için Tablo 1’deki ‘Erkek geni’ sütununda mavi kromozom üzerine ve ‘Dişi geni’ sütununa pembe kromozomun harfini kaydediniz. Harflerin büyük ya da küçük olduğunu işaretleyerek doğru bir şekilde onları kopyaladığınızdan emin olunuz.
  6. Tüm kromozomları kendi özel poşetlerine  tekrardan koyunuz.
    Basit ejderha resmi
    Nicola Graf’ın izniyle
  7. Ejderhanızın her karakter için hangi alellere (harflere) sahip olduğunu kayıt ediniz ve onları Tablo 22’nin ikinci sütununa giriniz. Belirli bir gen için kalıtılan iki aleli genotip olarak adlandırırız (örneğin TT). Bir bireyin gözlemlenebilen özellikleri fenotip olarak bilinir (örneğin kırmızı kuyruk).
  8. Her özellik için alellerin baskın ya da çekinik olduğunu belirlemek üzere Tablo 3‘e bakınız, daha sonra ejderhanızın fenotipini Tablo 2’ye giriniz.
  9. Kendi yavru ejderhanızı çizmeye şimdi hazırsınız: basit ejderha resmini renklendiriniz ve uygun vücut bölümleri ekleyiniz (Science in School websitesindenw1 de indirilebilir). Ek vücut bölümlerinin nasıl çizilebileceği hakkındaki öneriler için Tablo 3’e bakınız.
Erkek geni (mavi) Dişi geni (pembe)
Tablo 1: Yavru ejderhanızın genleri onun ebeveynlerinden kalıtıldı
   
   
   
   
   
   
   
Özellik Genotip Fenotip
Tablo 2: Yavru ejderhanızın genotip ve fenotipi
Ateş/Ateş yok (F/f)    
Ayak parmakları (M/m)    
Kuyruk üzerindeki çıkıntılar (S/s)    
Kuyruk rengi (T/t)    
Kanat rengi (W/w)    
Boynuz/boynuz yok (H/h)    
Vücut rengi (A/a)    
Genotip Fenotip  
Tablo 3: Ejderha genotipini fenotipe dönüştürme
FF ya da Ff Ateş üfleyen

ff Ateş üflemeyen  
MM ya da Mm Dört ayak parmağı

mm Üç ayak parmağı (tüm ejderhalar en az üç ayak parmağına sahiptir.)

SS ya da Ss Kuyruk üzerindeki dört çıkıntı  
ss Kuyruk üzerindeki dört çıkıntı(tüm ejderhalar en az dört çıkıntıya sahiptir)  
TT ya da Tt Kırmızı kuyruk  
tt Sarı kuyruk  
WW ya da Ww Kırmızı kanatlar  
ww Sarı kanatlar  
HH ya da Hh Boynuz

hh Boynuz yok

AA ya da Aa Mavi vücut ve kafa  
aa Yeşil vücut ve kafa  

Analiz

  • Kendi ejderhanızı sınıftaki diğer ejderhalarla karşılaştırınız. Ne gibi farklılıklar ve benzerlikler görmektesiniz?
  • Verilen ejderhaların hepsinin aynı ebeveynlere sahip olduğu düşünüldüğünde, bu farklılıkları nasıl açıklayabilirsiniz?

Varyasyonlar

Eş-baskınlık

Eş-baskınlık fikrini tanıtmak için A ve Ä’nın eş-baskın olduğu ve a’nın çekinik olduğu genotipi A/Ä/a olanların vücut rengi özelliğini (genotipi Aa) göz önünde bulundurarak uygun malzemeleri değiştirip etkinliği büyütebilirsiniz.

Genotip Fenotip
Tablo 1a: Ejderha genotipini fenotipe çevirme (eş-baskınlık örneğinin uzantısı)
AA ya da Aa Mavi vücut ve kafa
ÄÄ ya da Äa Siyah vücut ve kafa
Mavi ve siyah çizgili vücut ve kafa
aa Beyaz vücut ve kafa
Özellik Genotip Fenotip
Tablo 2a:Yavru ejderhanın genotip ve fenotipi (eş-baskınlık örneğinin uzantısı)
Vücut rengi (A/Ä/a)    

A/a kromozom şeritlerini altı muhtemel genotipi olan yavruyu elde etmek için ebeveynlerin iki farklı setiyle değiştirmeye ihtiyacınız olacak.Sınıfınızın yarısı set 1’i diğer yarısı da set 2’yi almalıdır.

Chromosome set 1: Kromozom seti 1, For the father: Baba için, For the mother: Anne için, Chromosome set 2: Kromozom seti 2, For the father: Baba için, For the mother: Anne için

 

Diğer varyasyonlar

Ejderha bölümlerini çizmek yerine, efsanevi yaratıkları çizen ya da onları örneğin marşmelov ve saç tokalarından yapan öğrencileriniz olabilir. (bakınız Soderberg, 1992).

Teşekkürler

Bu etkinlik Patti Soderberg tarafından Fen Öğretmeni’indeki bir fikre dayanmaktadır (bakınız Soderberg, 1992). Sodeberg’in reeboplar dersi daha sonra yazarlar tarafından uyarlandı. Eş-baskınlık örneğini içeren kromozom şeritleri Nancy Clark’ew2 ve Science in School’un editörü Marlene Rau’ya aittir.

Download

Download this article as a PDF

References

  • Soderberg P (1992) Marshmallow meiosis. The Science Teacher 59(8): 28-31.
    • Makale The Science Teacher izni ile buradan, ücretsiz olarak indirilebilir.

Web References

Resources

Author(s)

Patricia Tellinghuisen Vanderbilt Öğrenci Bilim Gönüllüleri(VSVS) w3 Yöneticisi  ve Vanderbilt Üniversitesi Fakülte Danışmanı, Nashville, Tennessee, ABD. Jennifer Sexton ve Rachael Shevin VSVS’de lisans laboratuvar asistanlarıydı.


Review

Bir ortaokul biyoloji öğretmeni olarak genetiği efsanevi yaratıkları kullanarak öğretme fikriyle hiç karşılaşmamıştım. Fakat ilk sürprizimden sonra ejderhaların genetiğini kullanmanın bilimsel gerçeklerle mükemmel bir şekilde tutarlı olduğunu fark ettim… ve bu gerçekten çok eğlenceli! Genlerin rastgele seçilmesi ve yavru ejderhaların elde edilen özelliklerini arama fikri aynı zamanda yaratıcı ve etkili idi.

Gerçek olmasalar bile ejderhalar genellikle sıkıcı olduğu düşünülen bir konuda ilginin artmasına yardımcı olabilirler (en azından öğrenciler tarafından) ve gerçek organizmaların yanı sıra Mendel bezelyelerinin yaptığı gibi bilimsel kavramları taşıyabilirler.

Bu makaleyi yeni ve eğlenceli bir şekilde Mendel genetiğinin prensiplerini (genler, aleller, genotip ve fenotip, baskınlık, mayoz ve üreme) çözmeyi amaçlayan ilkokul ve ortaokul biyoloji öğretmenlerine tavsiye ederim. Etkinlik pratikte sınıfta ekipman olmadan çok kolay bir şekilde uygulanabilir.

Uygun kavrama soruları şunları içermektedir:

  1. Ejderhalar:
    1. yedi kromozoma sahiptir
    2. yedi gene sahiptir
    3. yedi çift kromozoma sahiptir
    4. yedi alele sahiptir
  2. Ejderhaları çiftleştirdiğinizde yavrularının kromozomları sayısı:
    1. ikiye bölünür
    2. aynı kalır
    3. iki katıdır
    4. cinsiyetlerine bağlıdır.

Giulia Realdon, İtalya




License

CC-BY-NC-SA