Lesplan Meiosis Lab modelleren

Soms worstelen studenten met sommige concepten die betrekking hebben op evolutie. Meiose is een ietwat gecompliceerd proces, maar noodzakelijk om de genetica van nakomelingen te vermengen, zodat natuurlijke selectie kan werken aan een populatie door de meest gewenste eigenschappen te kiezen die aan de volgende generatie worden doorgegeven.

Hands-on activiteiten kunnen sommige studenten helpen de concepten te begrijpen. Vooral in cellulaire processen wanneer het moeilijk is om zoiets kleins voor te stellen. De materialen in deze activiteit zijn gebruikelijk en gemakkelijk te vinden. De procedure is niet afhankelijk van dure apparatuur zoals microscopen of neemt veel ruimte in beslag.

Voorbereiding voor het modelleren van meiosis Classroom Lab-activiteit

Pre-lab Woordenschat

Zorg ervoor dat studenten de volgende voorwaarden kunnen definiëren voordat ze met het lab beginnen:

• Meiosis
• chromosome
• Oversteken
• Haploïde
• diploid
• Homoloog paar
• gameten
• Zygoot

Doel van de les

Het proces van meiose en het doel ervan begrijpen en beschrijven met behulp van modellen. 

Achtergrond informatie 

De meeste cellen in meercellige organismen zoals planten en dieren zijn diploïd. Een diploïde cel heeft twee sets chromosomen die homologe paren vormen. Een cel met slechts één set chromosomen wordt als haploïde beschouwd. Gameten, zoals het ei en het sperma bij mensen, zijn voorbeelden van haploïde. Gameten fuseren tijdens seksuele reproductie om een ​​zygoot te vormen die weer diploïd is met één set chromosomen van elke ouder.

Meiose is een proces dat begint met één diploïde cel en vier haploïde cellen creëert. Meiose is vergelijkbaar met mitose en moet het DNA van de cel laten repliceren voordat het kan beginnen. Dit creëert chromosomen die zijn samengesteld uit twee zusterchromatiden die zijn verbonden door een centromeer. In tegenstelling tot mitose, vereist meiose twee delingronden om de helft van het aantal chromosomen in alle dochtercellen te krijgen.      

Meiose begint met meiose 1 wanneer homologe paren chromosomen worden gesplitst. De stadia van meiose 1 hebben dezelfde naam als de stadia van mitose en hebben ook vergelijkbare mijlpalen:

• profase 1: homologe paren komen samen om tetrads te vormen, nucleaire envelop verdwijnt, spilvormen (oversteken kan ook gebeuren in deze fase)
• metafase 1: tetrads staan ​​op de evenaar volgens de wet van onafhankelijk assortiment
• anafase 1: homologe paren worden uit elkaar getrokken
• telofase 1: cytoplasma verdeelt, nucleaire envelop kan al dan niet hervormen

De nuceli hebben nu slechts 1 set (gedupliceerde) chromosomen.

Meiosis 2 ziet de zusterchromatiden uit elkaar worden gesplitst. Dit proces is net als mitose. De namen van de fasen zijn hetzelfde als mitose, maar ze hebben nummer 2 achter zich (profase 2, metafase 2, anafase 2, telofase 2). Het belangrijkste verschil is dat het DNA niet door replicatie gaat vóór het begin van meiose 2.

Materialen en procedure

Je hebt de volgende materialen nodig:

• Draad
• 4 verschillende kleuren papier (bij voorkeur lichtblauw, donkerblauw, lichtgroen, donkergroen)
• Liniaal of meterstick
• Schaar
• Markeerstift
• 4 paperclips
• Plakband

Procedure:

1. Gebruik een stuk touw van 1 m en maak een cirkel op uw bureau om het celmembraan weer te geven. Maak met een stuk touw van 40 cm nog een cirkel in de cel voor het nucleaire membraan.
2. Knip 1 strook papier van 6 cm lang en 4 cm breed van elke kleur papier (één lichtblauw, één donkerblauw, één lichtgroen en één donkergroen) Vouw elk van de vier stroken papier in de lengte doormidden . Plaats vervolgens de gevouwen stroken van elke kleur in de kern om een ​​chromosoom voor replicatie weer te geven. De lichte en donkere strips van dezelfde kleur vertegenwoordigen homologe chromosomen. Schrijf aan het ene uiteinde van de donkerblauwe strook een grote B (bruine ogen) op de lichtblauwe en maak een kleine letter b (blauwe ogen). Schrijf op het donkergroene punt aan een punt (voor lang) en op het lichtgroene schrijf een kleine letter t (kort)
3. Modelfase: om DNA-replicatie weer te geven, vouw elke papieren strook open en snijd ze in de lengte doormidden. De twee stukken die resulteren uit het snijden van elke strook vertegenwoordigen de chromatiden. Bevestig de twee identieke chromatidestroken in het midden met een paperclip, zodat een X wordt gevormd. Elke paperclip vertegenwoordigt een centromeer.4
4. Modelfase 1: Verwijder de nucleaire envelop en leg deze opzij. Plaats de licht en donkerblauwe chromosomen naast elkaar en de licht en donkergroene chromosomen naast elkaar. Simuleer oversteken door een punt van 2 cm te meten en te snijden voor een lichtblauwe strook met de letters die u eerder op hen hebt getekend. Doe hetzelfde met een donkerblauwe strook. Plak de lichtblauwe tip op de donkerblauwe strook en vice versa. Herhaal dit proces voor de lichte en donkergroene chromosomen.
5. Modellering metafase 1: Plaats vier 10 cm snaren in de cel, zodat twee snaren zich vanaf een zijde in het midden van de cel uitstrekken en twee snaren zich vanaf de andere zijde in het midden van de cel uitstrekken. De string vertegenwoordigt de spilvezels. Plak een string op de centromeer van elk chromosoom met tape. Verplaats de chromosomen naar het midden van de cel. Zorg ervoor dat de snaren die aan de twee blauwe chromosomen zijn bevestigd, aan weerszijden van de cel komen (hetzelfde voor de twee groene chromosomen). 
6. Anafase modelleren 1: Pak de uiteinden van de snaren aan beide zijden van de cel vast en trek de snaren langzaam in tegenovergestelde richtingen, zodat de chromosomen naar tegenovergestelde uiteinden van de cel bewegen.
7. Telofase 1 modelleren: Verwijder de string uit elke centromeer. Leg een stuk touw van 40 cm rond elke groep chromatiden en vorm twee kernen. Leg een stuk touw van 1 m rond elke cel en vorm twee membranen. Je hebt nu 2 verschillende dochtercellen.

MEIOSE 2

1. Modelfase 2: Verwijder de snaren die het kernmembraan in beide cellen voorstellen. Bevestig een stuk touw van 10 cm aan elke chromatide.
2. Modellering metafase 2:  Verplaats de chromosomen naar het midden van elke cel, zodat ze zijn uitgelijnd op de evenaar. Zorg ervoor dat de snaren die aan de twee strips in elk chromosoom zijn bevestigd, aan weerszijden van de cel komen.
3. Anafase modelleren 2: Pak de snaren aan beide zijden van elke cel vast en trek ze langzaam in tegengestelde richting. De strips moeten scheiden. Op slechts één van de chromatiden moet de paperclip nog bevestigd zijn.
4. Telofase modelleren 2: Verwijder de snaren en paperclips. Elke strook papier vertegenwoordigt nu een chromosoom. Plaats een 40 cm. stuk touw rond elke groep chromosomen, waardoor vier kernen worden gevormd. Plaats een string van 1 m rond elke cel en vorm vier afzonderlijke cellen met slechts één chromosoom in elke cel.

Analyse Vragen

Laat de leerlingen de volgende vragen beantwoorden om de concepten te begrijpen die in deze activiteit worden onderzocht.

1. Welk proces heb je gemodelleerd toen je de strips in twee fasen in tweeën sneed?
2. Wat is de functie van uw paperclip? Waarom wordt het gebruikt om een ​​centromeer te vertegenwoordigen?
3. Wat is het doel om de lichte en donkere strips van dezelfde kleur naast elkaar te plaatsen?
4. Hoeveel chromosomen zitten er in elke cel aan het einde van meiosis 1? Beschrijf waar elk onderdeel van uw model voor staat.
5. Wat is het diploïde chromosoomnummer van de originele cel in uw model? Hoeveel homologe paren heb je gemaakt??
6. Als een cel met een diploïd aantal van 8 chromosomen meiose ondergaat, teken dan hoe de cel eruit ziet na Telofase 1.
7. Wat zou er met een nageslacht gebeuren als cellen geen meiose ondergaan vóór seksuele reproductie?
8. Hoe verandert oversteken de diversiteit van eigenschappen in een populatie?
9. Voorspel wat er zou gebeuren als homologe chromosomen niet paren in profase 1. Gebruik uw model om dit te laten zien.