Znokautowane myszy

Poprawna odpowiedź

1 – Prawda, 2 – Prawda, 3 – Prawda

Wymaganie ogólne

1 Poszukiwanie, wykorzystanie i tworzenie informacji. Uczeń odbiera, analizuje i ocenia informacje pochodzące z różnych źródeł, ze szczególnym uwzględnieniem prasy, mediów i Internetu.
2 Rozumowanie i argumentacja. Uczeń interpretuje informacje i wyjaśnia zależności przyczynowo-skutkowe między faktami, formułuje wnioski, ocenia i wyraża opinie na temat omawianych zagadnień współczesnej biologii, zagadnień ekologicznych i środowiskowych.

Wymaganie szczegółowe

1.2 Biotechnologia i inżynieria genetyczna. Uczeń wyjaśnia, czym zajmuje się inżynieria genetyczna, oraz podaje przykłady jej zastosowania wyjaśnia, co to jest „organizm genetycznie zmodyfikowany (GMO)” i „produkt GMO”
1.8 Biotechnologia i inżynieria genetyczna. Uczeń wyjaśnia istotę terapii genowej.

Komentarz

Zadanie dotyczy skomplikowanych procedur terapii genowej,  której istotę, zgodnie z podstawą programową ,powinien umieć wyjaśnić uczeń. Istotą terapii genowej jest wyłączenie aktywności wadliwego (zmutowanego, „chorego” allelu) i wprowadzenie do genomu jego zdrowej, prawidłowo funkcjonującej kopii. Wprowadzenie prawidłowego allelu jest możliwe z zastosowaniem różnych dróg, między innymi poprzez zastosowanie wektora w postaci pozbawionego zjadliwości (a więc zmodyfikowanego genetycznie) wirusa. W tekście źródłowym uczeń znajduje informacje na ten temat w postaci zdania opisującego wprowadzenie brakującego genu do genomu myszy za pomocą wirusa. Zatem ocena stwierdzenia 1 wydaje się oczywista – wirus był nośnikiem brakującego genu. Stwierdzenie to jako prawdziwe poprawnie oceniło 88% uczniów II klas LO uczestniczących w badaniu próbnym.

Wymiana chorego genu na zdrowy było możliwe dzięki temu, że wiadomo było, że właśnie ten gen koduje jedno z białek odpowiedzialnych za proces słyszenia.  Tak więc stwierdzenie 2 jest również prawdziwe, z czym zgodziło się 79% badanych uczniów. Ci,  którzy uznali to stwierdzenie za fałszywe, zapewne uznali, że przyczyna głuchoty potomstwa myszy mogła być dużo bardziej złożona niż jeden uszkodzony, zmutowany gen w genomie myszy-matki.

Stwierdzenie 3 wymaga od ucznia rozumienia pojęcia „organizm modyfikowany genetycznie”. Mysz-matka została zmodyfikowana genetycznie po to, by uzyskać zmodyfikowane genetycznie, niesłyszące potomstwo. Zatem stwierdzenie 3 jest prawdziwe, z czym zgodziło się 66% badanych uczniów.

Całe zadanie rozwiązało poprawnie 43% badanych, przy czym dobrze zróżnicowało ono uczniów (uczniowie dobrze rozwiązujący cały test uzyskali znacznie wyższe wyniki w tym zadaniu niż uczniowie z wynikami słabymi w teście). Znaczne różnice między wartością wyniku z całego zadania, a wynikami w ocenie poszczególnych stwierdzeń być może wynikają z nietypowego rozkładu odpowiedzi, do którego uczniowie nie są przyzwyczajeni – 3 × Prawda – i zwykle starają się zaznaczyć choć jedną odpowiedź jako fałszywą.

Zadanie można wykorzystać zarówno na lekcji, jak i na sprawdzianie.

Słowa kluczowe

Poprawna odpowiedź

1 – Tak, 2 – Tak, 3 – Nie, 4 - Tak

Wymaganie ogólne

2 Rozumowanie i argumentacja. Uczeń interpretuje informacje i wyjaśnia zależności przyczynowo-skutkowe między faktami, formułuje wnioski, ocenia i wyraża opinie na temat omawianych zagadnień współczesnej biologii, zagadnień ekologicznych i środowiskowych.

Wymaganie szczegółowe

1.2 Biotechnologia i inżynieria genetyczna. Uczeń wyjaśnia, czym zajmuje się inżynieria genetyczna, oraz podaje przykłady jej zastosowania wyjaśnia, co to jest „organizm genetycznie zmodyfikowany (GMO)” i „produkt GMO”
1.8 Biotechnologia i inżynieria genetyczna. Uczeń wyjaśnia istotę terapii genowej.

Komentarz

Zadanie dotyczy metody nokautu genetycznego, która nie jest opisana wprost wymaganiami podstawy programowej przedmiotów przyrodniczych, ale jest opisana w treści zadania. Zatem poprawne rozwiązanie zadania wymaga od ucznia przeczytania treści ze zrozumieniem, oraz znajomości istoty terapii genowej i przeprowadzenia logicznego rozumowaniem.

Badanie 1 może być realizowane w oparciu o metodę nokautu genetycznego, bo wyłączając aktywność wybranego genu, wspólnego dla człowieka i zwierzęcia laboratoryjnego, można diagnozować genetyczne przyczyny określonych syndromów chorobowych. Badanie takie może być zatem pomocne w badaniu chorób człowieka o podłożu genetycznym. Prawidłowej  odpowiedzi w tym punkcie udzieliło 79% uczniów II klas LO uczestniczących w badaniu próbnym.

Badanie 2, polegające na diagnozie wpływu białka kodowanego przez dany gen na funkcjonowanie organizmu, również może wykorzystywać nokaut genetyczny. Wyłączając aktywność wybranego genu, badacze mogą obserwować objawy wynikające z braku kodowanego przez niego białka. Z taką opinią zgodziło się 60% badanych uczniów.

Zastosowanie nokautu genetycznego powoduje, że wybrany gen staje się nieaktywny, a więc w komórkach nie jest syntezowane białko, które ten gen koduje. Niemożliwe zatem jest badanie wpływu leków na białko, którego nie ma w komórce/organizmie. Zatem do badania 3 nie można wykorzystać metody nokautu. Z taką opinią zgodziło się 60% badanych uczniów.

Właściwą ocenę możliwości zastosowania nokautu genetycznego w badaniach 2 i 3 wybrała stosunkowo niewielka grupa badanych uczniów. Przyczyna może tkwić w nieznajomości i nierozumieniu przez uczniów zależności gen-białko-cecha.

W badaniu 4, polegającym na rozwijaniu i ulepszaniu terapii genowych, z pewnością można  wykorzystać nokaut genetyczny – jest to przykład wzięty z treści zadania. Trudno zatem się z taką opinią nie zgodzić - 86% badanych uczniów wybrało poprawną odpowiedź.

W sumie całe zadanie rozwiązało poprawnie 30% badanych.

Zadanie można wykorzystać na lekcji poświęconej terapii genowej, poświęcając więcej uwagi problemowi badania białka kodowanego przez znokautowany gen.

Słowa kluczowe