Laborationer och tillämpningar i genetik

Här hittar du laborationer inom genetiken som är anpassade för elever på högstadiet och gymnasiet. Exempelvis finns instruktioner för extraktion av DNA och gelelektrofores utan avancerad utrustning. Det finns även laborationer som kräver mer avancerad utrustning som PCR och gelelektrofores. Det finns även övningar för elever på gymnasiet som kan visar på hur mer modern genteknik fungerar, såsom syntetisk biologi och gendrivare.


 

För högstadiet och gymnasiet

Modul om genetiskt modifierade växter

Bioresurs har tagit fram ett omfattande material kring genetiskt modifierade växter på uppdrag av Kungl. Vetenskapsakademien. Här finns bland annat beskrivningar av genetiskt modifierade växter som utvecklats för att motsvara olika behov, men också en omfattande lärarhandledning med tips på övningar av många olika slag.

Presentation av GMO-modulen
Till modulen om genetiskt modifierade växter

Gentekniknämnden

Gentekniknämndens webbplats genteknik.nu innehåller grundläggande information om genetik och genteknik, som passar för elever i både grundskola och gymnasium.

Den årliga rapporten Genteknikens utveckling

Forskare berättar

Läs i Forskare berättar om modern biologi och forskning vid Institutionen för cell- och molekylärbiologi, Uppsala universitet, som bland annat handlar om:

  • Tarmens betydelse för vår hälsa
  • Mikrobiell mångfald studeras med modern teknologi och värstingdatorer
  • Proteinmaskiners arbete visualiseras i realtid
  • Kunskap om RNA kan användas i cancerterapi och ny antibiotika
  • Ett spökande immunförsvar
  • Matematiska modeller ett kraftfullt verktyg
  • Livet under Arktis isar
  • Bakteriernas vapen mot virus
  • Starka strukturer hos såväl spindelväv som sjukdomsproteiner
  • Med öga för evolutionen
  • Nya kliv inom syntetisk biologi
  • En ny värld av regulatoriska RNA
  • Allergier – en stor medicinsk utmaning

Extraktion av DNA

DNA kan med enkla metoder extraheras från flera olika typer av vävnader och celltyper. Ofta görs DNA-extraktioner i skolan från exempelvis kiwi eller banan, resultatet man får från extraktionerna i dessa fall innehåller mest pektin. Därför rekommenderar vi att extraktionen görs från exempelvis fiskrom, vetegroddar eller egna kindceller för att undvika en hög halt av pektin. Här är två beskrivningar av DNA-extraktion ur vetegroddar och egna kindceller. Se även Externa resurser nedan för fler beskrivningar av extraktion av DNA.

Extraktion av DNA ur egna kindceller
Extraktion av DNA ur vetegroddar

Fler laborationsbeskrivningar på DNA-extraktion (externa länkar)

Extraktion ur kaviar från Bioscience explained
Extraktion ur lök, laboration från NCBE

Genteknik med enkla medel

Lös en deckargåta utan krånglig och dyr utrustning. Det behöver inte vara krångligt och dyrbart att göra en enkel gelelektrofores, ett modellförsök som visar en viktig metod inom gentekniken. Ett försök kan genomföras med mycket enkel utrustning och till låg kostnad och passar utmärkt att göra på högstadietMed denna laboration får eleverna med enkla medel pröva på gelelektrofores, och jämföra sina resultat med DNA-spår som hittats på brottsplatsen.

Laborera med enkla medel
Extramaterial till laborationen
Originalartikel från Science in school

Framkalla fingeravtryck

Det finns flera olika metoder för att framkalla fingeravtryck. Här hittar du en beskrivning av några av dessa samt hur fingeravtryck kan klassificeras.

Framkalla fingeravtryck

Odla en transposon

En del växter har blommor med oregelbundna prickar och fält, pelargonen är ett exempel. De vita fälten beror på att en transposon har
skadat gener som medverkar vid bildning av den röda antocyanfärgen.Genom att titta på pelargoner med olika mönster tydliggörs effekten av transposoner, s k hoppande gener.

Odla en transposon

Solskydd och UV-strålning

Skyddar solkrämer mot UV-strålning? Ett lätt försök som visar effekten av solskyddande kräm.

Effekten av solkräm

Illuminating DNA (extern länk)

Ett häfte från NCBE som beskriver flera laborationer kopplade till DNA, bl a extraktion av plasmider från bakterier. Laborationerna kan utföras med relativt enkla medel.

Illuminating DNA

För gymnasiet

Gendrivare

Tänk om vi med genmodfiering kunde utrota agapaddan i Australien eller göra mygghonor sterila, vilket förhindrar dem från att sprida till exempel malaria, denguefeber och zikavirus? Genom att använda CRISPR-Cas9-tekniken för att konstruera så kallade gendrivare tror forskare att detta kan bli verklighet. Men vilka blir de miljömässiga och etiska konsekvenserna? Hur fungerar en gendrivare?  Denna övning tränar eleverna att förstå skillnaden mellan Mendelsk nedärvning och nedärvning med en gendrivare.

Hur fungerar en gendrivare, övning
Mall i A3 för gendrivare
Hur fungerar en gendrivare, lärarkommentarer
Artikel från Bi-lagan om gendrivare och övningen

D1S80 –  En genetisk markör

Vissa delar av DNA är mycket variabla också inom en art. Sådana områden av DNA är användbara för att kartlägga den genetiska variationen både inom och mellan populationer. Begreppet genetisk markör används för ett locus (plats i DNA) som är användbart för att kartläggagenetisk variation. D1S80 är ett exempel på en genetisk markör som används för studier av människa. Laborationen innehåller metoderna extraktion ur kindceller, PCR samt gelelektrofores.

En artikel om D1S80 från Bi-lagan
D1S80 Laborationsinstruktioner
D1S80 Power pointpresentation
D1S80 Snabbguide till punktdiagram

Praktisk information för att förbereda laborationen:
Översikt primersSpädning av primersTeknisk bulletinPraktiska tips

Syntetisk biologi med Lego

Vad är syntetisk biologi? Begreppet syntetisk biologi associeras med möjligheterna att skapa nya biologiska delar och system samt att förändra redan befintliga, på ett enkelt, kreativt och relativt billigt sätt. Än så länge förekommer syntetisk biologi främst i forskarvärlden, inom områden som rör allt från bioenergi och biomaterial till biosensorer. Detta är en praktisk övning med Lego som förklarar hur syntetisk biologi fungerar och ger samtidigt en bra förståelse för vad som behövs för att en gen ska transkriberas och translateras.

En artikel om syntetisk biologi från Bi-lagan 
Genmodifiera med lego – övning
Genmodfiera med lego – lärarkommentarer
Genmodfiera med lego – facit

Material som behövs för att bygga generna:
ArterProteinerGenerPromotorerRBS.erTerminatorer

Mordet vid universitetet (extern länk)

Kriminalteknologi. Ett fall från Bioscience explained med kompletta laborationsinstruktioner.

Mordet vid universitetet

DNA och PCR (Från Helix)

I de båda laborationerna (51 och 52) används DNA från munceller. Muncel­lerna extraheras med samma metod. Laborationsbeskrivningarna inleds därför med en gemensam del som omfattar Säkerhet, Tidsplan, Materiel och Utförande. Det som skiljer åt mellan de båda laborationerna är vilka primrar som används och temperaturerna under PCR-körningen. I labo­ration 51 amplifieras en sekvens från mitokondrie-DNA och i laboration 52 en sekvens från kromosom 16. Resultaten kommer därför att bli helt olika och även utvärderingarna av försöksresultaten.

DNA och PCR
Praktiska tips

Reparation av DNA, Nobelpris 2015

Nobelpriset i kemi 2015 uppmärksammar forskning som visat hur DNA-reparation fungerar. Tusentals DNA-skador uppstår dagligen i kroppen och även mindre brister i reparationssystemen ökar risken för cancer.

Nobelprisen i fysiologi eller medicin samt i kemi 2015 och relaterade övningar

UV-strålning kan användas för att döda bakterier som finns på ytor och även för att döda bakterier i avloppsvatten. Att UV-ljus är bakteriedödande kan påvisas i denna laboration som kräver kunskap i mikrobiologi och sterilteknik. E.coli odlas på agarplattor och skillnaden kan jämföras mellan plattor som belysts med UV-ljus samt synligt ljus.

Försök med DNA och UV

Laboration från Helix: Inverkan av UV-ljus på bakterier

Solens strålar – till nytta och till skada

GMO i livsmedel

Testa matvaror för innehåll av genmodifierat innehåll.

Artikel och laborationsbeskrivning

Grönt DNA (extern länk)

Extrahera DNA från kloroplaster i en växt. Förutom extraktion av DNA innehåller även laborationen restriktionsenzymer samt gelelektrofores.

Grönt DNA

Mänskligt mt-DNA (extern länk)

Denna laborationen innehåller extraktion, PCR och gelelektrofores av mitokondrie-DNA från kindceller.

Mångfaldigande av mänskligt mtDNA

Växternas evolution (extern länk)

Genom PCR så mångfaldigas en DNA-sekvens på 400 baspar. Denna sekvens används för att göra en evolutionär jämförelse av några närbesläktade växtarter.

Växternas evolution

Learning about hereditary diseases from zebrafish

Does the evolutionary struggle for survival begin as early as the sex-cell stage? This is the question that Simone Immler at Uppsala University will try to answer by studying zebrafish. Her research may improve our knowledge of diseases caused by mutations in sex cells.

Film: Learning about hereditary diseases from zebrafish