SECUNDAIR ONDERWIJS
Onderwijsvorm:
TSO
Graad:
derde graad
Jaar:
eerste en tweede leerjaar
Studiegebied:
Land- en tuinbouw
Optie(s)
Biotechnische wetenschappen Tuinbouwtechnieken
Vak(ken):
TV Toegepaste biologie
Vakkencode:
WW-L
Leerplannummer:
2004/149 (Vervangt 97177)
Nummer inspectie:
2004 / 149 // 1 / R / SG / 1 / III / / D/
2/2 lt/w
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
INHOUD Visie ......................................................................................................................................................... 2 Beginsituatie ............................................................................................................................................ 3 Algemene doelstellingen ......................................................................................................................... 4 Overzicht leerinhouden............................................................................................................................ 5 Leerplandoelstellingen / leerinhouden / specifieke wenken .................................................................... 9 Deelvak Genetica .......................................................................................................................... 9 Deelvak Microbiologie ................................................................................................................. 24 Algemene pedagogisch-didactische wenken ........................................................................................ 33 Minimale materiële vereisten................................................................................................................. 37 Evaluatie ................................................................................................................................................ 38 Bibliografie ............................................................................................................................................. 41
1
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
2
VISIE De studierichting Biotechnische wetenschappen laat een brede waaier van verdere studiemogelijkheden toe. Ze vormt vooral een goede aanloop naar hogere studies in de agrarische richting, maar sluit evenmin een hele reeks andere beroepen uit. In deze studierichting is Toegepaste biologie een ondersteunend vak, waarin heel wat basiskennis en vaardigheden aangebracht worden. Dit verhoogt de efficiëntie van het leerproces voor de aanverwante tuinbouwvakken. Toegepaste biologie blijft immers niet hangen in de theoretische kennis, maar legt ook daadwerkelijk de band met het toegepaste karakter van de tuinbouw. Profiel van de leerlingen De studierichting Biotechnische wetenschappen richt zich naar de goed gemiddelde tot begaafde leerling, die zich vanuit zijn belangstellingssfeer richt op levende wezens: plant, dier en mens. Niet de theorie vormt het uitgangspunt, maar wel het waarnemen van leven en groei in de natuur en experimenteren in het schoollaboratorium.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
3
BEGINSITUATIE Bepaling van de leerlingengroep Dit leerplan bestaande uit de deelvakken genetica en microbiologie is van toepassing op de leerlingengroep die in de derde graad TSO de studierichting Biotechnische wetenschappen volgt. Voor het deelvak genetica, is samenzetting met leerlingen uit de derde graad TSO Tuinbouwtechnieken en Techniek-wetenschappen mogelijk, omdat de leerinhouden en de leerplandoelstellingen dezelfde zijn. Om de veiligheid bij het uitvoeren van leerlingenproeven niet in het gedrang te brengen is het aangewezen dat het aantal leerlingen niet meer dan 20 bedraagt. De leraar oordeelt of hij, rekening houdend met het aantal leerlingen, met de uitrusting van zijn laboratorium en de aard van de te gebruiken toestellen en producten, de door het leerplan voorgeschreven demonstratieen leerlingenproeven zonder gevaar kan uitvoeren of laten uitvoeren. Indien hij oordeelt dat de beschikbare uitrusting gevaar voor zichzelf of voor de leerlingen oplevert, waarschuwt hij onmiddellijk het instellingshoofd, dat de nodige maatregelen treft om de activiteiten in gunstige omstandigheden te laten doorgaan.
Beginsituatie Als beginsituatie wordt uitgegaan van het feit dat de leerlingen die de derde graad aanvatten de minimumdoelstellingen van de tweede graad TSO of ASO hebben bereikt. De leerlingen die kiezen voor de studierichting Biotechnische wetenschappen staan open voor een grondige algemene vorming met biotechnologische vakken als basis. Van deze leerlingen wordt verwacht dat zij de volgende onderwerpen van de biologie beheersen: kenmerken van levende wezens, morfologie van planten, biologische kringlopen en ecosystemen, algemene dierkunde (gewervelden en ongewervelden), algemene plantkunde (zaad- en sporenplanten), plantenanatomie, insectenleer. Een beknopte herhaling van sommige basisbegrippen kan noodzakelijk zijn.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
ALGEMENE DOELSTELLINGEN De leerlingen verwerven basiskennis in de verschillende domeinen die belangrijk zijn voor de tuinbouwsectoren (o.m. de juiste terminologie van gewassen en materialen). De leerlingen ontwikkelen een bewuste, rationele houding. De leerlingen kunnen: - besluiten uit experimenten wetenschappelijk hanteren; - biologische onderwerpen causaal, structureel en functioneel benaderen; De leerlingen realiseren een algemene persoonlijkheidsvorming vanuit de biologie. De leerlingen: - kunnen ordeningsmiddelen en oplossingsmethoden uit de biologie hanteren; - hebben verantwoordelijkheidszin t.o.v. het leefmilieu; - zijn voorzichtig bij het beïnvloeden van biologische systemen en bij het uitbaten van de natuur; - gaan bedachtzaam om met levende wezens. De leerlingen ontwikkelen probleemoplossend handelen vanuit biologische inzichten. De leerlingen: - overzien de dimensie van een probleem en onderkennen de onderliggende biologische concepten; - kunnen de biologische samenhang in schema's weergeven; - kunnen een proefondervindelijk biologisch onderzoek analyseren, plannen, beschrijven, uitvoeren en de resultaten interpreteren De leerlingen ontwikkelen een maatschappelijk engagement vanuit de biologie. De leerlingen kunnen een gemotiveerd biologisch-maatschappelijk standpunt innemen.
4
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
OVERZICHT LEERINHOUDEN DEELVAK GENETICA Eerste leerjaar (ca. 25 lestijden) H1
CELLEER (ca. 11 lestijden)
1 1.1 1.2
Lichtmicroscopische bouw van cellen Lichtmicroscopisch onderzoek Algemene bouw (synthese)
2 2.1 2.2 2.3
Elektronenmicroscopische bouw van cellen Eenheidsmembraan Elektronenmicroscopische bouw van de eukaryote cel Verschillen tussen dierlijke en plantaardige cel
3 3.1 3.2 3.3 3.4
Celprocessen Fotosynthese Chemosynthese Aërobe ademhaling Anaërobe ademhaling
H2
ERFELIJKE INFORMATIE IN DE CEL (ca. 6 lestijden)
1 1.1 1.2 1.3 1.4 1.5
De cel in interfase Bouw van de kern Nucleïnezuren DNA als codesysteem DNA-replicatie DNA en eiwitsynthese
2.2 2.2.1 2.2.2 2.2.3 2.2.4
De delende cel Vorming van de chromosomen Celcyclus Mitose Meiose
H3
VOORTPLANTING EN ONTWIKKELING (ca. 8 lestijden)
1
Geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij lagere organismen
2 2.1. 2.2. 2.3.
Voortplanting bij bloemplanten Bevruchting bij bloemplanten Embryonale ontwikkeling van bloemplanten Zaadvorming
3.
Voortplanting bij gewervelden
4. 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6
Voortplanting en embryonale ontwikkeling van de mens Mannelijke voortplantingsorganen Vrouwelijke voortplantingsorganen Gametogenese Bevruchting Embryonale ontwikkeling Geboorte en lactatie
5
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) Tweede leerjaar (ca. 25 lestijden) H4
ERFELIJKHEIDSLEER (ca. 7 lestijden)
1
Basisbegrippen
2
Wetten van Mendel
3 3.1 3.2 3.3 3.4
Verdere erfelijkheidsbegrippen Crossing-over Gekoppelde genen Overerving van het geslacht Geslachtsgebonden eigenschappen
4
Mutaties
H5
EVOLUTIELEER (ca. 6 lestijden)
1
Aanwijzingen voor evolutie
2
Verloop van de evolutie
3
Evolutietheorieën
4
Afstamming van de mens
5
Evolutie van de bloemplanten
6
Plantenevolutie en de mens
H6
PLANTENVEREDELING (ca. 5 lestijden)
1
Selectie
2
Hybridisatie
3
Genetische modificatie en transgene planten
H7
BIOTECHNOLOGIE (ca. 7 lestijden)
1 1.1 1.2
Natuurlijke genenoverdracht intraspecifiek interspecifiek
2 2.1 2.2 2.3 2.4
Kunstmatige genenoverdracht Historische proeven Celfusie Micro-injectie Recombinant DNA technologie
3 3.1 3.2 3.3 3.4 3.5 3.6 3.7
Technieken en toepassingen PCR DNA-sequentie Genetische vingerafdrukken Klonen Antisense-technologie Kunstmatige voortplantingstechnieken DNA-diagnostica
6
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
DEELVAK MICROBIOLOGIE Eerste leerjaar (ca. 25 lestijden) 1. Inleiding (ca. 4 lestijden) 1.1. Begrippen 1.2. Geschiedenis van de microbiologie 1.3. Microtechniek 1.4. Situering van de micro-organismen in het vijfrijkensysteem
2. Moneren (ca. 14 lestijden) 2.1. Cyaanbacteriën 2.2. Bacteriën 2.2.1. Inleiding 2.2.2. Verschillen tussen prokaryote en eukaryote cellen 2.2.3. Microscopisch onderzoek 2.2.4. Bouw 2.2.5. Onderzoek voorkomen, vermenigvuldiging en levensvoorwaarden 2.2.6. Groei 2.2.7. Nuttige bacteriën en biotechnologische toepassingen 2.2.8. Schadelijke bacteriën en bestrijding
3. Protisten (ca. 7 lestijden) 3.1. Dierlijke protisten, bv. pantoffeldiertje, ... 3.2. Zwamachtige protisten, bv. slijmzwammen, ... 3.3. Plantaardige protisten, bv. kiezelwieren, ...
7
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
Tweede leerjaar (ca. 25 lestijden) 4. Zwammen (ca. 14 lestijden) 4.1. Inleiding 4.2. Wierzwammen 4.2.1. Studie van een wierzwam, bv. knopschimmel (Mucor) 4.2.2. Andere wierzwammen, bv. valse meeldauw, aardappelziekte, ... 4.3. Steeltjeszwammen 4.3.1. Beschrijving en determinatie van paddestoelen 4.3.2. Studie van een plaatjeszwam, bv. weidechampignon 4.3.3. Andere plaatjeszwammen, bv. korenroestzwam, honingzwam, ... 4.4. Zakjeszwammen 4.4.1. Studie van een bekerzwam, bv. Peziza 4.4.2. Schimmelculturen, bv. kwastschimmel (Aspergillus), penseelschimmel (Penicillium), ... 4.4.3. Studie van de gisten, bv. bakkersgist 4.4.4. Andere zakjeszwammen, bv. truffels, moederkoren, echte meeldauw, straalschimmel 4.5. Zwamsymbiosen 4.5.1. Korstmossen: bv. steenkorstmos, ... 4.5.2. Mycorrhize: bv. orchideeën, heidekruidachtigen, ...
5. Virussen (ca. 5 lestijden) 5.1. Inleiding 5.2. Bouw en indeling 5.3. Vermeerdering van virussen 5.4. Virusziekten
6. Immunologie (ca. 6 lestijden) 6.1. Eerstelijnsafweer 6.2. Afweer op het tweede niveau 6.3. Afweer van binnenin 6.3.1. Celafhankelijke reacties 6.3.2. Humorale reacties 6.4. Falen van het immunologisch systeem 6.5. Toepassingen
8
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
9
LEERPLANDOELSTELLINGEN / LEERINHOUDEN / SPECIFIEKE WENKEN DEELVAK GENETICA ET
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen:
kenmerken van een gezonde levenswijze verklaren;
Algemene principes
illustreren dat biologisch verantwoord handelen noodzakelijk is voor het individu;
De doelstellingen hiernaast zijn vakgebonden doelstellingen, die niet aan een welbepaalde vakinhoud zijn gebonden. Ze worden in de volgende hoofdstukken geïntegreerd.
een kritisch oordeel formuleren over de wisselwerking tussen biologische en maatschappelijke ontwikkelingen; macroscopische en microscopische observaties verrichten in het kader van experimenteel biologisch onderzoek; biologische verbanden in schema's of andere ordeningsmiddelen weergeven; informatie op gedrukte en elektronische dragers opzoeken, raadplegen en zelfstandig verwerken: studie- en beroepsmogelijkheden opnoemen waarvoor biologische kennis noodzakelijk is. aandacht geven voor de eigen gezondheid en die van anderen.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
10
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN H1
CELLEER
1
Lichtmicroscopische bouw van cellen
1.1
Lichtmicroscopisch onderzoek
1.2
Algemene bouw
verschillen tussen prokaryote en eukaryote cellen aangeven;
2
Elektronenmicroscopische bouw van cellen
de bouw van het eenheidsmembraan weergeven;
2.1
Eenheidsmembraan
de verschillende manieren van transport doorheen membranen verklaren;
2.2
Elektronenmicroscopische bouw van eukaryote cellen
2.3
Verschillen tussen dierlijke en plantaardige cel
3
Celprocessen
3.1
Fotosynthese
3.2
Chemosynthese
3.3
Aërobe ademhaling
3.4
Anaërobe ademhaling
celorganellen, zowel op lichtmicroscopisch als op elektronenmicroscopisch niveau, benoemen en functies ervan aangeven; cellen bekijken met de lichtmicroscoop, tekenen en onderdelen ervan benoemen; de algemene bouw van de cel, gezien door de lichtmicroscoop, bespreken;
de samenstelling van de cytosol geven; celorganellen herkennen, hun structuur beschrijven en functies ervan opnoemen; de belangrijkste verschillen tussen een dierlijke en een plantaardige cel weergeven;
het fotosyntheseproces aan de hand van eenvoudige schema’s beschrijven, indelen in fotoen thermochemische reacties, situeren in de chloroplast; het begrip chemosynthese verwoorden, met voorbeelden illustreren en verschilpunten aangeven met het fotosyntheseproces; de aërobe ademhaling aan de hand van eenvoudige schema’s beschrijven; de anaërobe ademhaling beschrijven en de verschilpunten aantonen met de aërobe ademhaling;
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
11
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN H 2 ERFELIJKE INFORMATIE IN DE CEL
de bouw van de kern in de interfase bespreken;
1
De cel in de interfase
de bouw van de nucleïnezuren DNA en RNA bespreken en vergelijken;
1.1
Bouw van de kern
het DNA als codesysteem bespreken;
1.2
Nucleïnezuren DNA en RNA
het mechanisme van de DNA-replicatie bespreken;
1.3
DNA als codesysteem
mechanisme van de eiwitsynthese bespreken;
1.4
DNA-replicatie
de invloed van genmutaties op de eiwitsynthese uitleggen;
1.5
DNA en eiwitsynthese
1.6
Genmutaties en eiwitsynthese
2
De delende cel
2.1
Vorming van de chromosomen
2.2
Celcyclus
2.3
Mitose
2.4
Meiose
de vorming van chromosomen beschrijven; de celcyclus aan de hand van een schema bespreken; het verloop en de betekenis van de mitose weergeven; het verloop en de betekenis van de meiose weergeven;
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
12
LEERPLANDOELSTELLINGEN
het verschil aangeven tussen geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij lagere planten;
de bevruchting bij bloemplanten schematisch weergeven;
LEERINHOUDEN
H 3 VOORTPLANTING EN ONTWIKKELING 1
Geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij lagere organismen
2
Voortplanting bij bloemplanten
2.1
Bevruchting bij bloemplanten
2.2
Embryonale ontwikkeling van bloemplanten
2.3
Zaadvorming
3
Voortplanting bij ev
de embryonale ontwikkeling van bloemplanten in stappen weergeven;
de ontwikkeling van het zaad beschrijven;
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
13
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
4
Voortplanting en embryonale ontwikkeling van de mens
4.1
Mannelijke voortplantingsorganen
4.2
Vrouwelijke voortplantingsorganen
4.3
Gametogenese
4.4
Bevruchting
4.5
Embryonale ontwikkeling
4.6
Geboorte en lactatie
H4
ERFELIJKHEIDSLEER
de primaire en secundaire geslachtskenmerken bij de man bespreken en hun biologische betekenis toelichten; de primaire en secundaire geslachtskenmerken bij de vrouw bespreken en hun biologische betekenis toelichten; de rol van geslachtshormonen bij de menstruatiecyclus toelichten; de spermatogenese bespreken; de ovogenese bespreken; het mechanisme van de bevruchting uitleggen; de opeenvolgende stadia in de kiembladvorming bespreken; het ontstaan van meerlingen uitleggen; het verloop van de bevruchting, de ontwikkeling van de vrucht en de geboorte beschrijven; enkele negatieve invloeden op de embryonale ontwikkeling opnoemen; de bevalling beschrijven; de hormonale regeling en het belang van de lactatie uitleggen;
de basisbegrippen gen, genlocus, allel, homozygoot, heterozygoot, multiple allelen, genotype, fenotype, dominant, recessief en co-dominant (intermediair) fenotype formuleren en met 1 een voorbeeld illustreren;
Basisbegrippen
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
14
LEERPLANDOELSTELLINGEN
de drie wetten van Mendel formuleren;
LEERINHOUDEN
2
Wetten van Mendel
3
Verdere erfelijkheidsbegrippen
3.1
Terugkruising
3.2
Gekoppelde genen, overkruising, recombinantie, genenkaart
3.3
Seksratio en geslachtsgebonden vererving
de wetten toepassen in een aantal erfelijkheidsoefeningen over mono- en dihybride kruisingen; de wetten toepassen bij het ontleden van stambomen;
het begrip terugkruising formuleren met behulp van een eenvoudig voorbeeld;
het verschil formuleren tussen gekoppelde en niet-gekoppelde genen; aantonen dat er tijdens de meiose door overkruising genen uitgewisseld kunnen worden tussen homologe chromosomen; toelichten dat de kans op overkruising groter wordt naarmate gekoppelde genen zich verder van elkaar bevinden op het chromosoom; hieruit de conclusie trekken dat genen aan de hand van overkruisingsfrequenties ten opzichte van elkaar gelokaliseerd kunnen worden op een genenkaart; aan de hand van een tabel met overkruisingsfrequenties een genenkaart opstellen;
de seksratio bespreken aan de hand van een kruisingsschema; de overerving van geslachtgebonden kenmerken met voorbeelden illustreren;
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
15
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN 4
Mutaties
H5
EVOLUTIELEER
een aantal argumenten voor het bestaan van de evolutie formuleren uit meerdere wetenschapsdomeinen;
1
Aanwijzingen voor evolutie
de ouderdom van het leven op aarde aangeven;
2
Verloop van de evolutie
3
Evolutietheorieën
uitleggen wat een genmutatie is; enkele types van chromosoommutaties opsommen; uitleggen wat een genoommutatie is;
enkele mijlpalen in de evolutie van het leven op aarde in de juiste chronologie plaatsen; de in de tijd toenemende differentiatie en specialisatie met voorbeelden uit het plantenrijk en het dierenrijk illustreren;
de theorie van Lamarck formuleren en bespreken; de belangrijkste facetten van Darwins evolutietheorie verwoorden; onder woorden brengen dat hedendaagse opvattingen over evolutie het gevolg zijn van ontwikkelingen in meerdere wetenschappelijke disciplines; de rol van mutatie, geslachtelijke voortplanting en isolatie in de evolutie verklaren;
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
16
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
enkele belangrijke anatomische en gedragsmatige verschillen en gelijkenissen tussen men- 4 sen en mensapen opsommen;
Afstamming van de mens
Afrika als bakermat van de mens noemen; de mensachtigen beschrijven als rechtop lopende primaten met kleine hersenen; de samenhang tussen grotere hersenen, dierlijk voedsel en het maken van werktuigen bespreken; Homo erectus beschrijven als de eerste mens die zich overal in de Oude wereld vestigde; Neanderthaler en huidige mens als nakomelingen van Homo erectus noemen; enkele verschillen en gelijkenissen tussen Neanderthaler en huidige mens opsommen; de opvattingen over de verwantschap tussen Neanderthaler en huidige mens bespreken.
voorbeelden van domesticatie geven;
selectie bij zelfbestuivers, kruisbestuivers en vegetatief vermeerderende gewassen weergeven;
5
Evolutie van bloemplanten
6
Plantenevolutie en de mens
H6
PLANTENVEREDELING
1
Selectie
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
17
LEERPLANDOELSTELLINGEN
met voorbeelden uitleggen wat hybridisatie is;
genetische modificatie en transgene planten kenschetsen;
LEERINHOUDEN
2
Hybridisatie
3
Genetische modificatie en transgene planten
H 7 BIOTECHNOLOGIE de verschillen beschrijven die bestaan tussen prokaryoten en eukaryoten;
1
Natuurlijke genenoverdracht
de levenscyclus van een bacteriofaag beschrijven;
1.1
intraspecifiek
het mechanisme van transductie in prokaryoten beschrijven;
1.2
interspecifiek
een methode voor de splitting van genen beschrijven;
2
Kunstmatige genenoverdracht
het proces van genen-recombinatie in schema voorstellen en hierbij het belang van de noodzakelijke enzymen duiden;
2.1
Historische proeven
2.2
Celfusie
2.3
Micro-injectie
2.4
Recombinant-DNA-technologie
in dit schema het gebruik van ‘markeergenen’ schetsen;
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
18
LEERPLANDOELSTELLINGEN
het praktische gebruik van PCR, RFLP en VNTR toelichten aan de hand van een schematische voorstelling;
in principe beschrijven hoe genenkaarten tot stand komen;
het nut van mitochondriaal-DNA bij verwantschapsonderzoek beschrijven;
toepassingen van recombinant-technologie beschrijven met voorbeelden vanuit de landbouw;
LEERINHOUDEN
3
Technieken en toepassingen
3.1
PCR
3.2
DNA-sequentie
3.3
Genetische vingerafdrukken
3.4
Klonen
3.5
Antisense-technologie
3.6
Kunstmatige voortplantingstechnieken
3.7
DNA-diagnostica
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
19
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Bij de uitwerking van dit leerplan zal een eigen opbouw en accent kunnen gelegd worden in functie van leerlingen, de labo-uitrusting, de interesse, enz.
1. Celleer De verschillende celstructuren die met een lichtmicroscoop in diverse cellen worden waargenomen via practica, kunnen op een schematische voorstelling van een ‘type-cel’ worden samengebracht en met de juiste wetenschappelijke termen aangeduid. De submicroscopische structuur wordt aangebracht met behulp van bv. wandplaten, tekeningen en micrografieën. De taak van de organellen binnen de eukaryote cel wordt gelinkt aan hun structuur. Naargelang hun bouw kan men de celorganellen van de eukaryote cel in drie groepen onderbrengen: -
organellen zonder membraan (ribosomen, centriolen, microtubuli);
-
organellen met een enkelvoudig eenheidsmembraan (endoplasmatisch reticulum, golgi-systeem, lysosomen, vacuolen);
-
organellen met een dubbel eenheidsmembraan (celkern, mitochondriën, plastiden).
De bellenproef van Sachs is ideaal om de globale reactievergelijking en de erbij horende parameters (monochromatisch licht, groen licht, blauw licht; temperatuur en koolstofdioxideconcentratie) van de fotosynthese aan te tonen. Via een eenvoudig schema van de fotochemische reacties kunnen de begrippen fotosysteem en fotolyse, in de cel verduidelijkt worden. De fotofluorescentieproef kan gebruikt worden voor de absorptie van licht door bladgroen uit te leggen, terwijl de indigokarmijnproef gebruikt kan worden om de productie van zuurstofgas aan te tonen. Real-timemeting kan aangewend worden om bepaalde processen te verduidelijken, zoals de afbraak van DCPIP in bladgroenextract o.i.v. licht (DCPIP als maatstaf voor de molecule NADPH). Pigmenten kunnen aangetoond worden via papier- of dunnelaagchromatografie. Enerzijds duidt men op het belang van licht en chlorofyl voor de reactie terwijl anderzijds het belang van de eindproducten (ATP en gereduceerde verbinding) wordt benadrukt. De thermochemische (of donker)reacties worden via een eenvoudig schema verduidelijkt en de resultaten, zoals zetmeel, kunnen aangetoond worden Men legt uit dat de energie, die vrijkomt bij een oxidatie, aangewend kan worden voor de reductie van koolstofdioxide terwijl verschillende stoffen als waterstofdonor kunnen fungeren. Bij voorkeur verwijzen naar nitrificerende en kleurloze zwavelbacteriën. Men vergelijkt foto- en chemosynthese en benadrukt het autotrofe karakter van beide processen. Het belang van energie voor alle levende cellen en organismen, ook autotrofen, wordt beklemtoond. Uit de glycolyse en de Krebscyclus leidt men vereenvoudigde reactievergelijkingen af. Het stapsgewijs vrijkomen van energie in de eindoxidatieketen wordt vereenvoudigd voorgesteld. Dit leidt tot een berekening van de energieopbrengst per glucosemolecule in ATP-eenheden. Een rendementsbepaling van de ademhaling kan uitgewerkt worden. Steunend op het voorgaande schema legt men uit dat bij een tekort aan zuurstofgas, glucose niet volledig verbrand wordt, maar dat energierijke verbindingen (zoals ethanol, melkzuur …) gevormd worden. Daaruit leidt men af dat de anaërobe ademhaling minder energie oplevert dan de aërobe. Via real-timemeting kan de vergisting van een gist/suikeroplossing gebruikt worden om de anaërobe ademhaling (druksensor) aan te tonen.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
20
2. Erfelijke informatie in de cel De bespreking van de celkern in de interfase impliceert de beschrijving van de bouw van de nucleïnezuren aan de hand van bv. modellen of schematische voorstellingen. Het verband tussen DNA als genetische code en de eiwitten als structuurelementen en biokatalysatoren wordt gelegd. Het verloop van de DNA-replicatie enerzijds en de eiwitsynthese anderzijds wordt met kleurschetsen verduidelijkt. De betekenis van beide processen wordt verduidelijkt. Bij de delende cel wordt aan de hand van bv. wandplaten, schetsen en micrografieën het verloop geschetst van de mitose. Er kan gewezen worden op de mitose als onderdeel van de celcyclus. Voorkomen en betekenis van mitose worden besproken aan de hand van voorbeelden. Bij de meiose wordt vooreerst gewezen op de noodzaak van haploïde gameten bij geslachtelijke voortplanting. De opeenvolgende fasen worden bondig doorgenomen aan de hand van schematische voorstellingen. Voorkomen en betekenis worden besproken aan de hand van voorbeelden. 3. Voortplanting en ontwikkeling Aan de hand van voorbeelden en visuele hulpmiddelen worden behandeld: - geslachtelijke en ongeslachtelijke voortplanting bij lagere organismen; - voortplanting bij bloemplanten; - bevruchting bij bloemplanten; - embryonale ontwikkeling van bloemplanten; - zaadvorming. - voortplanting bij gewervelden. Bij de bespreking van de geslachtsorganen legt men de nadruk op de bouw, de functie en de werking. Schema’s, foto’s, animaties en een model zijn hierbij handige hulpmiddelen. Verder vermeldt men de invloed van de hormonen op de ontwikkeling van de secundaire geslachtskenmerken. De invloed van de diverse hormonen op de regeling van de vruchtbaarheidscyclus of menstruatiecyclus wordt behandeld. Men onderscheidt een cyclus zonder bevruchting en een cyclus met bevruchting. Bij deze laatste belicht men de invloed van de hormonen op de innesteling van de kiem in de baarmoeder. Ook de daarmee gepaard gaande veranderingen in het baarmoederslijmvlies komen aan bod. Het mechanisme van de bevruchting kan door opeenvolgende schematische voorstellingen weergegeven worden. Het vormen van een bevruchtingsmembraan door de eicel en het versmelten van de twee kernen worden zeker besproken. De begrippen zygote, blastomeren, morula, blastula, gastrula met twee kiembladen, gastrula met drie kiembladen (ecto-, endo- en mesoderm) en neurula worden aan de hand van schematische voorstellingen als opeenvolgende stadia in de kiembladvorming omschreven. Men somt tevens enkele weefsels en organen op die zich uit de diverse kiembladen zullen differentiëren. Opnames van lichtmicroscopische preparaten zijn aangewezen. Aansluitend op de kiembladvorming wordt de verdere embryonale ontwikkeling van de mens besproken aan de hand van schematische voorstellingen, foto's, dia's, cd-rom en/of film. Volgende leerinhouden kunnen aan bod komen: - de innesteling van de blastula in de baarmoeder; - de vorming van amnionholte, dooierzak, allantoïs en kiemschijf; - de vorming van de placenta, navelstreng, vruchtvliezen en vruchtwater; - het feit dat de diverse organen tijdens de eerste drie maanden van de zwangerschap gevormd worden; - de differentiatie van de uitwendige geslachtsorganen aan het einde van de derde maand; - de intense groei van de foetus vanaf de vierde maand, dank zij de ontwikkeling van de placenta; - de diverse functies van de placenta; - de levensvatbaarheid vanaf de zevende maand in geval van een eventuele vroeggeboorte; - het stoppen van de groei in de loop van de negende maand door de verminderde activiteit van de placenta.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
21
Sommige factoren kunnen een negatieve invloed hebben op de embryonale ontwikkeling. Enkele oorzaken van aangeboren misvormingen worden opgenoemd: bepaalde chemische stoffen; fysische invloeden (röntgenstraling); bepaalde infecties (rodehond, toxoplasmose); erfelijke factoren (syndactylie, mongolisme); onbekende factoren. Het belang van vruchtwaterpunctie en van de vlokkentest om eventuele afwijkingen op te sporen kan besproken worden. De bevalling kan aan de hand van foto's en/of filmmateriaal besproken worden. Men wijst daarbij op de natuurlijke ligging van de foetus, het scheuren van de vruchtvliezen, het verlies van het vruchtwater, de uitdrijving via de schede, de afnaveling en de nageboorte. Keizersnede, tangverlossing en vacuümextractie kunnen als voorbeelden van kunstmatige verlossing vernoemd worden. 4. Erfelijkheidsleer Een aantal basisbegrippen worden herhaald (voor Tuinbouwtechnieken) of nieuw aangebracht (voor Biotechnische wetenschappen). Men vestigt kort de aandacht op het belang van Mendels onderzoek i.v.m. de erfelijkheidsleer. Men komt vervolgens tot een eenvoudige formulering van de drie wetten van Mendel die afgeleid worden aan de hand van kruisingsschema's met voorbeelden die aanspreken. Ook aanvullende en schijnbaar afwijkende overervingsmechanismen worden steeds verklaard aan de hand van concrete kruisingsschema's. Het begrip modificatie wordt verklaard. Modificerende factoren voor planten zijn o.a.: de lichtintensiteit, de hoeveelheid UV-straling, de aard en de hoeveelheid minerale zouten in de bodem, ... Het begrip mutatie wordt verklaard. Spontane mutaties kunnen ontstaan door zeldzame fouten bij DNAreplicatie, RNA-transcriptie en RNA-translatie enerzijds en door de natuurlijke omgevingsmutagenen zoals de radioactiviteit en de kosmische straling anderzijds. Geïnduceerde mutaties zijn in hoofdzaak het gevolg van de milieuverontreiniging: ioniserende straling door gebruik en misbruik van kernenergie, chemische mutagenen onder vorm van pesticiden, zware metalen, nevenproducten van de industrie, additieven in de voeding, ... Ook de begrippen genoommutatie, chromosoommutaties en gen- of puntmutaties kunnen met enkele voorbeelden verduidelijkt worden. Cursus erfelijkheid UAntwerpen: http://www.uia.ac.be/u/bharding/Genetica/inhoudstafel.html 5. Evolutieleer Er bestaat een massa aan gegevens uit verschillende disciplines bv. paleontologie, embryologie, moleculaire genetica, ethologie, biogeografie, die het bestaan van evolutie bepleiten. Zeker voor deze leerlingengroep is het nuttig om kennis te maken met de rijke verscheidenheid aan argumenten. Er kan ook ingegaan worden op absolute en relatieve dateringsmethoden ). Het verloop van de evolutie kan geïllustreerd worden met een schematische voorstelling die de stamgeschiedenis van planten en dieren weergeeft. Film, dia's, foto's, bezoeken aan tentoonstellingen of musea kunnen toelaten verschillende ‘tijdsbeelden’ te reconstrueren van fauna en flora. Belangrijke nieuwe mijlpalen zoals het ontstaan van fotosynthese, het ontstaan van eukaryoten, de eerste meercelligen, de eerste sporen van dierlijk leven, het eerste landleven… kunnen eventueel gesitueerd worden op een 24-uurschaal. De theorieën van Lamarck worden met enkele voorbeelden uitgelegd. Het feit dat modificaties niet erfelijk zijn wordt als belangrijkste kritiek geformuleerd. De belangrijkste punten uit Darwins evolutietheorie worden geformuleerd en geïllustreerd met voorbeelden.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
22
Hedendaagse opvattingen over evolutie zijn het gevolg van ontwikkelingen in meerdere wetenschappelijke disciplines, zoals ecologie, populatiegenetica en moleculaire biologie. Vestig vooral de aandacht op het belang van mutaties, de voortdurende herschikking van genen ten gevolge van geslachtelijke voortplanting en de rol van isolatie bij het ontstaan van nieuwe soorten. Met passende audiovisuele middelen kan men de anatomische verschillen tussen mensapen en mensen bespreken. Bespreek hierbij vooral het verschil in schedelinhoud en de verschillen die te maken hebben met de manier van voortbewegen (kneukelloop t.o.v. bipede gang). Met behulp van videobeelden kunnen ook gelijkenissen en verschillen in gedrag getoond worden. Om de leerlingen actief bij de les te betrekken kan men hen foto’s van schedels laten sorteren. Laat hen bv. eerst twee stapels maken mensapen t.o. mensen. Dat geeft de gelegenheid om de mensachtigen te situeren. Laat hen daarna zelf de schedels van mensachtigen en mensen van meest primitief naar meest modern rangschikken. Ook de evolutie van de bloemplanten wordt uitgebreid behandeld. Nuttige informatie: National Geographic: http://www.nationalgeographic.be De oorsprong van de mens special nr.1 2003 ISBN 90-76963-53-3. Fossil hominids: www.talkorigins.org The human origins program: www.mnh.si.edu/anthro/humanorigins Op zoek naar Eden: www.sesha.net/eden 6. Plantenveredeling Steeds moet men van concrete voorbeelden vertrekken om tot een breder inzicht te komen. Inzicht bijbrengen is hier hoofdzaak en niet het van buiten doen leren van onbegrepen theoretische begrippen. Het is duidelijk dat een direct contact met de realiteit, o.m. via didactische uitstappen, waarnemingen ter plaatse, enz. onontbeerlijk is. In geen geval mag het gaan om zgn. ‘lezingen’ en ‘overdracht’ van loutere kennis van een aantal veredelingstechnieken.De persoonlijke inbreng van de leerlingen is immers hoofdzaak. Die persoonlijke inbreng kan gebeuren door eigen onderzoek, eigen waarnemingen, eigen proeven, eigen ingezameld materiaal, enz. Naast de theoretische kennis dienen hier, zoveel als mogelijk, de praktische vaardigheden aangebracht te worden. Naast het afleggen van bedrijfsbezoeken kan over dit leerplanonderdeel een persoonlijk (individueel) werk opgelegd worden, in het kader van de geïntegreerde proef. 7. Biotechnologie In een onderwijsleergesprek kan men de verschillen tussen eukaryoten en prokaryoten kort herhalen. De aseksuele en de seksuele reproductie van prokaryoten wordt besproken. Ook het belang van plasmiden wordt uitgelegd met behulp van afbeeldingen, foto’s of animaties. De reproductie van bacteriofagen wordt besproken in functie van de mogelijkheid op deze manier genetisch materiaal over te brengen. Aan de hand van schema’s of animaties wordt uitgelegd hoe natuurlijke genenoverdracht tussen prokaryote organismen verloopt. Hier wordt uitgelegd hoe men met behulp van restrictie-enzymen bepaalde genen kan uitknippen. Met een schema beschrijft men hoe tijdens het recombinantieproces, deze uitgeknipte genen, via andere enzymen (de ligasen) ingebouwd worden in bv. een plasmide. Het gebruik en het nut van markeergenen kan aan de hand van een eenvoudig voorbeeld uitgelegd worden. Zo kan men de recombinante bacteriën gemakkelijk selecteren, wanneer men een gen dat immuun maakt tegen antibiotica toevoegt als markeergen. Aan de hand van schema’s worden polymerase-kettingreacties (PCR) uitgelegd als methode om vertrekkend van zeer kleine hoeveelheden DNA aan voldoende onderzoeksmateriaal te komen. Het voorkomen van Restriction Fragment Lenght Polymorphism (RFLP) en Variable Number of Tandem Repeats (VNTR) zorgt er voor dat ieder individu een uniek, herkenbaar en opspoorbaar genoom heeft. Men kan deze begrippen bijbrengen aan de hand van simulaties (op papier of via PC).
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
23
Verder wordt uitgelegd hoe door het gebruik van restrictie-enzymen en gelelektroforese op basis van RFLP en VNTR genetische vingerafdrukken ontstaan, die identificatie en vaststellen van verwantschap mogelijk maken. Vertel hierbij dat deze technieken ook toegepast kunnen worden op het DNA in de mitochondriën. Het mitochondriaal-DNA (mt-DNA) dat bij elk individu, via de eicel, volledig afkomstig is van de moeder, mag vergeleken worden met een ‘familienaam’, die in vrouwelijke lijn doorgegeven wordt. Daarom is mt-DNA zo belangrijk in verwantschapstudies. Het nut van recombinant-technieken wordt uitgelegd aan de hand van concrete toepassingen in de landbouw en in de geneeskunde. Hierbij kan men mogelijke gevolgen van genetisch gemodificeerde organismen (GGO’s) voor het milieu bespreken. Wijs er op dat voor elk nieuw GGO in feite een risicoanalyse nodig is. Men kan de leerlingen het probleem op een kritische manier laten benaderen, via een rollenspel (mogelijkheid tot vakoverschrijdend werken met collega’s levensbeschouwelijke vakken). Benadruk zeker de ethische aspecten die de ontwikkelingen op het vlak van menselijke genetica en gezondheidszorg met zich meebrengen. Algemene pedagogische wenk. In het kader van dit hoofdstuk kan men een bezoek aan een bedrijf of een onderzoekslaboratorium inlassen. Het Vlaams Interuniversitair Instituut voor Biotechnologie (VIB) coördineert hierbij een aantal mogelijkheden: www.vib.be Enkele andere nuttige websites: ‘Using DNA for examining lineage's’: http://www.ich.ucl.ac.uk/cmgs/mitovarn.htm European Initiative for Biotechnology Education: http://www.eibe.info/ Project ‘Geboeid door wiskunde en wetenschappen (DNA-fingerprinting)’: www.luc.ac.be/scholennetwerk Educatieve website over genetica en genetische tests: http://www.mijngenen.be/edu
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
24
DEELVAK MICROBIOLOGIE ET
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
De leerlingen kunnen:
1. Inleiding basisbegrippen van de microbiologie definiëren; 1.1. Begrippen
de grote stappen in de ontwikkeling van de microbiologie in grote lijnen weergeven;
de bouw en de werking van licht- en elektronenmicroscoop onderling vergelijken;
1.2. Geschiedenis van de microbiologie
1.3. Microtechniek
een aantal microscoopvarianten aangeven;
het vijfrijkensysteem van Whittaker schematisch weergeven en de verschillende groepen van micro-organismen situeren op basis van een aantal algemene kenmerken;
1.4. Situering van de micro-organismen
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
25
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
2. Protisten algemene eigenschappen van deze stam weergeven; 2.1. Dierlijke protisten, bv. pantoffeldiertje, ... algemene eigenschappen van dierlijke protisten geven; het pantoffeldiertje beschrijven; een aantal dierlijke protisten herkennen;
algemene eigenschappen van zwamachtige protisten geven;
2.2. Zwamachtige protisten, bv. slijmzwammen, ...
slijmzwammen beschrijven; een aantal zwamachtige protisten herkennen;
algemene eigenschappen van plantaardige protisten geven; kiezelwieren beschrijven; een aantal plantaardige protisten herkennen;
2.3. Plantaardige protisten, bv. kiezelwieren, ...
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
26
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
de algemene eigenschappen van deze stam weergeven;
3. Zwammen
de grote indeling van de zwammen reproduceren;
3.1. Inleiding
een typeorganisme van een wierzwam beschrijven; de betekenis van een aantal parasitaire wierzwammen verduidelijken;
3.2. Wierzwammen 3.2.1. Studie van een wierzwam, bv. knopschimmel (Mucor) 3.2.2. Andere wierzwammen, bv. valse meeldauw, aardappelziekte, ...
3.3. Steeltjeszwammen paddestoelen systematisch beschrijven; 3.3.1. Beschrijving en determinatie van paddestoelen U
paddestoelen met mycologische gidsen determineren; 3.3.2. Studie van een plaatjeszwam, bv. weidechampignon de levenscyclus van een paddestoel beschrijven; de betekenis van een aantal parasitaire steeltjeszwammen verduidelijken;
U
parasitaire aantastingen herkennen;
3.3.3. Andere plaatjeszwammen, bv. korenroestzwam, honingzwam, ...
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
27
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
de levenscyclus van een bekerzwam beschrijven;
3.4. Zakjeszwammen
uit schimmelculturen de levensvoorwaarden afleiden;
3.4.1. Studie van een bekerzwam, bv. Peziza
een voedingsbodem voor schimmels en/of gisten vervaardigen;
3.4.2. Schimmelculturen, bv. kwastschimmel (Aspergillus), penseelschimmel (Penicillium), ...
de bouw en de vermenigvuldiging van gistcellen beschrijven; 3.4.3. Studie van de gisten, bv. bakkersgist de biotechnologische toepassingen van gisten uitleggen; de reactievergelijking van de alcoholische gisting schrijven;
3.4.4. Andere zakjeszwammen, bv. truffels, moederkoren, echte meeldauw, straalschimmel
de betekenis van een aantal parasitaire zakjeszwammen verduidelijken;
de bouw van korstmossen beschrijven;
3.5. Zwamsymbiosen
korstmossen als samenlevingsvorm beschrijven;
3.5.1. Korstmossen: bv. steenkorstmos, ...
de bouw van een mycorrhize beschrijven;
3.5.2. Mycorrhize: bv. orchideeën, heidekruidachtigen, ...
mycorrhize als samenlevingsvorm beschrijven; de betekenis van mycorrhize aangeven;
de algemene kenmerken van deze stam beschrijven;
4. Moneren
de cyaanbacteriën bespreken;
4.1. Cyaanbacteriën
verschillen tussen prokaryote en eukaryote cellen aanhalen;
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
28
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
4.2. Bacteriën enkele pioniers van de bacteriologie en de betekenis van hun werk vermelden; microscopische preparaten van bacteriën vervaardigen (ongekleurd, enkelvoudige kleuring, negatiefkleuring, Gramkleuring,...) bacteriën naar de vorm indelen; de bouw van een bacteriecel beschrijven; experimenten naar het voorkomen, de groei en de levensvoorwaarden van bacteriën uitvoeren;
4.2.1. Inleiding
4.2.2. Verschillen tussen prokaryote en eukaryote cellen
4.2.3. Microscopisch onderzoek
4.2.4. Bouw
uit deze experimenten besluiten formuleren; U
een voedingsbodem voor bacteriën vervaardigen;
U
een reincultuur aanleggen;
U
streepentingen uitvoeren;
U
een inhibitieproef met antibiotica uitvoeren;
4.2.5. Onderzoek voorkomen, vermenigvuldiging en levensvoorwaarden
4.2.6. Groei
4.2.7. Nuttige bacteriën en biotechnologische toepassingen
het nut van bacteriën aan de hand van voorbeelden illustreren; U
het immunologische systeem bij de mens bespreken; voorbeelden van pathogene bacteriën geven; de bestrijding van pathogene bacteriën beschrijven;
U
het voorkomen van resistentie bij bacteriën verklaren;
U
een verslag van een bezoek aan een ziekenhuislabo opstellen;
4.2.8. Schadelijke bacteriën en bestrijding
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
29
LEERPLANDOELSTELLINGEN
LEERINHOUDEN
5. Virussen enkele pioniers van de virologie en de betekenis van hun werk vermelden; 5.1. Inleiding
5.2. Bouw en indeling virussen naar de vorm indelen; de bouw van virussen beschrijven;
de vermeerdering van virussen schetsen;
5.3. Vermeerdering van virussen
voorbeelden geven van virusziekten;
5.4. Virusziekten
de problemen bij de bestrijding van het HIV-virus verklaren;
6. Immunologie structuren beschrijven die betrokken zijn bij de herkenning en de afweer van ‘non-self’materiaal; 6.1. Eerstelijnsafweer functies van de secreties betreffende afweer beschrijven en herkennen; ·
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week) ET
30
LEERPLANDOELSTELLINGEN
vrijstelling van histamines en het inductieproces van het complement beschrijven;
LEERINHOUDEN
6.2. Afweer op tweede niveau
het proces van heling en herstel beschrijven; een algemene ontstekingsreactie schematisch weergeven;
celcelafhankelijke reacties onderscheiden van humorale reacties;
6.3. Afweer van binnenin 6.3.1. celafhankelijke reacties 6.3.2. humorale reacties
verschillende types van allergische reacties beschrijven;
6.4. Falen van het immunologische systeem
beschrijven wat er gebeurt wanneer het afweersysteem faalt aan de hand van een voorbeeld (aids, kanker,.....);
de verworven kennis kaderen in een aantal praktisch gerichte contexten (bloedtransfusie, transplantaties, vaccinaties, verhouding foetus en moeder, borstvoeding);
6.5. Toepassingen
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
31
Specifieke pedagogisch-didactische wenken Bij de uitwerking van dit leerplan zal een eigen opbouw en accent kunnen gelegd worden in functie van leerlingen, de labo-uitrusting, de interesse, enz. Wat betreft de timing over de twee leerjaren heen: omdat men in de labovakken biotechnische wetenschappen tijdens het eerst leerjaar rond bacteriën werkt, is het aangewezen dat ook te doen in het deelvak Microbiologie. Zo komt het hoofdstuk Fungi in september van het tweede leerjaar te liggen, wat voor veldonderzoek een goede periode is. Protisten in het voorjaar behandelen is dan ook toepasbaar tijdens geïntegreerde werkperioden of waterkwaliteitbepaling. 1. Inleiding Na het definiëren van een aantal basisbegrippen wordt aan de hand van bv. een leestekst of een zoekopdracht (encyclopedie, cd-rom) een overzicht bekomen van de voornaamste pioniers van de microbiologie en hun werk. Bij het overzicht van de microtechniek worden lichtmicroscoop en elektronenmicroscoop beschreven en hun werking wordt onderling vergeleken. Een aantal varianten op de klassieke lichtmicroscoop worden vermeld. Buiten de klasmicroscopen voorziet men didactisch materiaal onder de vorm van bv. afbeeldingen, videofragmenten of een labo-bezoek. 2. Moneren Voor de moneren wordt na een kort hoofdstuk over de cyaanbacteriën hoofdzakelijk gewerkt rond de bacteriën. Aan de hand van microscopische preparaten (ongekleurd, enkelvoudige kleuring, negatiefkleuring, Gramkleuring,...) wordt de bouw van de bacteriën in kaart gebracht. Voorkomen, vermenigvuldiging en levensvoorwaarden worden experimenteel benaderd. Uit de besluiten van deze proeven wordt de groei besproken. De biotechnologische toepassingen van bacteriën (azijnzuur-, melkzuur-, boterzuurgisting, ...) werden experimenteel benaderd in andere vakken. Deze lessen beogen dan ook herhaling en uitbreiding. Ook voor de schadelijke bacteriën wordt gerefereerd naar reeds opgebouwde kennis. Toch wordt hier, vertrekkend van een eenvoudig schema dat de immunologie van het menselijke lichaam schetst, een beeld geschetst van pathogene bacteriën en hun bestrijding (zie punt 6). 3. Protisten De studie van de protisten verloopt o.a. aan de hand van infusies en planktonpreparaten. Microscopie en het gebruik van eenvoudige determinatiesleutels zijn aangewezen. Videofragmenten en wandplaten kunnen ondersteunend werken. 4. Zwammen Voor de zwammen zijn heel wat indelingen terug te vinden in de literatuur. Bij de gevolgde indeling wordt telkens vertrokken van een type. Nadien volgt een uitbreiding naar andere vormen. De betekenis voor natuur, land- en tuinbouw wordt belicht. Er wordt gewerkt met bv. wandplaten, micropreparaten, bezoek aan de afdelingen van een tuinbouwschool, videofragmenten en literatuuronderzoek.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
32
5. Virussen Virussen worden onderverdeeld op basis van de vorm, hun opbouw wordt aan de hand van schetsen en micrografie‘n beschreven. Ook de vermeerdering van virussen ten koste van gastheercellen wordt schematisch besproken. Voorbeelden van virusziekten bij mens, plant en dier worden aangehaald. Aansluitend kunnen SOA, zoals HIV en hepatitis-B, aan bod komen. 6. Immunologie Dit dient binnen het ruimer concept van AFWEER gekaderd te worden: hoe slaagt een organisme erin om zichzelf te beschermen ten opzichte van micro-organismen, viruspartikels en bacteriën en daarbij ‘eigen’ te onderscheiden van ‘niet-eigen’. Aangeven op welke wijze door het lichaam structuren en secreties aangemaakt worden om schadelijke micro-organismen en/of stoffen te weren. Volgende structuren kunnen behandeld worden: -
de huid; het ademhalingsstelsel (neus, keelholte, luchtpijp, longen); het spijsverteringsstelsel ( mond, maag en darmen); het excretiestelsel (urineleiders, urinebuis en nieren).
De chemische en cellulaire reacties die optreden bij het lokaal doorbreken van de eerste lijnsafweer bespreken. Dit kan gebeuren aan de hand van een schema van algemene ontstekingsreacties. Hierbij kan behandeld worden: -
functie van bloedcellen; effect van histamine vrijstelling, het complement, prostaglandines; ontstaan van roodheid, temperatuurverhoging, pijn en zwelling; heling en herstel.
Vertrekkend van een probleem (gekozen uit punt 5) kunnen de T-lymfocyten, B-lymfocyten, stamcellen besproken worden. Het verband tussen de cellen wordt schematisch weergegeven, zie bv. www.jbpub.com/humanbiology Vorming en bouw van antilichamen worden uitgelegd. Het begrip antigeen wordt aangebracht. Aan de hand van proeven i.v.m. immunodiffusie kan men specifieke interacties tussen antigenen en antilichamen aantonen. Men kan aantonen dat allergische reacties een gevolg zijn van een falend immunologisch systeem. Termen zoals anafylactische shock, desensibilisatie, overgevoeligheidsreacties kunnen hierbij aan bod komen. Men kan ook aan de hand van aids of kanker het falen van het immuunsysteem uitwerken. Te bespreken toepassingen kunnen zijn: -
bloedtransfusies; weefseltransplantaties; vaccinaties; relaties tussen moeder en ongeboren kind; borstvoeding; parasieten. diagnostica Immunodiagnostica DNA-diagnostica
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
33
ALGEMENE PEDAGOGISCH-DIDACTISCHE WENKEN Om een optimaal rendement te bekomen is het noodzakelijk dat de cursus Toegepaste biologie aansluit met de vroegere lessen biologie. Het schoolteam zal zorgen voor een samenhangend en gestructureerd studiepakket. Zowel horizontale coördinatie tussen de Technische vakken (TV) onderling en tussen de Technische vakken (TV) en Algemene vakken (AV) is absoluut noodzakelijk om overlappingen, herhalingen of ongelukkige volgorden in de leerstof te vermijden. Experimenten spelen een belangrijke rol bij het verwezenlijken van de cognitieve, affectieve en psychomotorische doelstellingen van deze cursus, omdat ze bijdragen tot de ontwikkeling van een groot aantal attitudes. Een groot deel van de beschikbare tijd dient daarom te worden voorbehouden voor demonstratieproeven en voor experimenteel werk door de leerlingen. Het realiseren van vakspecifieke vaardigheden en attitudes en de belangrijkste vakdidactische principes (aanschouwelijkheidprincipe, individualisatieprincipe en belangstellingsprincipe) is gebonden aan bepaalde beperkingen qua groepsgrootte. Toegepaste biologie impliceert een toegepast karakter, met de klemtoon op de zelfwerkzaamheid van de leerlingen. Een werkbare splitsingsnorm verdient de voorkeur. De leerkracht beschikt over de nodige didactische hulpmiddelen: vers (of geconserveerd) materiaal, micropreparaten, modellen, organen, transparanten, dia's, wandplaten, videofilms, tijdschriften enz. Een goede jaarplanning is belangrijk. Het leerplan is uitgewerkt op basis van minimaal 25 effectieve lesweken per schooljaar. De resterende weken worden gebruikt voor uitdieping en/of verbreding van de leerstof, in functie van de specifieke klassituatie.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
34
1. Begeleid zelfstandig leren 1.1 Wat? Met begeleid zelfgestuurd leren bedoelen we het geleidelijk opbouwen van een competentie naar het einde van het secundair onderwijs, waarbij leerlingen meer en meer het leerproces zelf in handen gaan nemen. Zij zullen meer en meer zelfstandig beslissingen leren nemen in verband met leerdoelen, leeractiviteiten en zelfbeoordeling. Dit houdt onder meer in dat: −
de opdrachten meer open worden;
−
er meerdere antwoorden of oplossingen mogelijk zijn;
−
de leerlingen zelf keuzes leren maken en die verantwoorden;
−
de leerlingen zelf leren plannen;
−
er feedback is op proces en product;
−
er gereflecteerd wordt op leerproces en leerproduct.
De leraar is ook coach, begeleider. De impact van de leerlingen op de inhoud, de volgorde, de tijd en de aanpak wordt groter. 1.2. Waarom? Begeleid zelfgestuurd leren sluit aan bij enkele pijlers van ons Pedagogisch Project (PPGO), o.m. −
leerlingen zelfstandig leren denken over hun handelen en hierbij verantwoorde keuzes leren maken;
−
leerlingen voorbereiden op levenslang leren;
−
het aanleren van onderzoeksmethodes en van technieken om de verworven kennis adequaat te kunnen toepassen.
Vanaf het kleuteronderwijs worden werkvormen gebruikt die de zelfstandigheid van kinderen stimuleren, zoals het gedifferentieerd werken in groepen en het contractwerk. Ook in het voortgezet onderwijs wordt meer en meer de nadruk gelegd op de zelfsturing van het leerproces in welke vorm dan ook. Binnen de vakoverschrijdende eindtermen, meer bepaald ‘Leren leren’, vinden we aanknopingspunten als: −
keuzebekwaamheid;
−
regulering van het leerproces;
−
attitudes, leerhoudingen, opvattingen over leren.
In onze (informatie)maatschappij wint het opzoeken en beheren van kennis voortdurend aan belang. 1.3 Hoe te realiseren? Het is belangrijk dat bij het werken aan de competentie de verschillende actoren hun rol opnemen: −
de leraar als coach, begeleider;
−
de leerling gemotiveerd en aangesproken op zijn ‘leer’kracht;
−
de school als stimulator van uitdagende en creatieve onderwijsleersituaties.
De eerste stappen in begeleid zelfgestuurd leren zullen afhangen van de doelgroep en van het moment in de leerlijn ‘Leren leren’, maar eerder dan begeleid zelfgestuurd leren op schoolniveau op te starten is ‘klein beginnen’ aan te raden.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
35
Vanaf het ogenblik dat de leraar zijn leerlingen op min of meer zelfstandige manier laat −
doelen voorop stellen − strategieën kiezen en ontwikkelen − oplossingen voorstellen en uitwerken − stappenplannen of tijdsplannen uitzetten − resultaten bespreken en beoordelen; − reflecteren over contexten, over proces en product, over houdingen en handelingen − verantwoorde conclusies trekken − keuzes maken en die verantwoorden is hij al met een of ander aspect van begeleid zelfgestuurd leren bezig.
2. ICT 2.1
Wat?
Onder ICT verstaan we het geheel van computers, netwerken, internetverbindingen, software, simulatoren, enz. Telefoon, video, televisie en overhead worden in deze context niet expliciet meegenomen. 2.2
Waarom?
De recente toevloed van informatie maakt levenslang leren een noodzaak voor iedereen die bij wil blijven. Maatschappelijke en onderwijskundige ontwikkelingen wijzen op het belang van het verwerven van ICT. Enerzijds speelt het in op de vertrouwdheid met de beeldcultuur en de leefwereld van jongeren. Anderzijds moeten jongeren niet alleen in staat zijn om nieuwe media efficiënt te gebruiken, maar is ICT ook een hulpmiddel bij uitstek om de nieuwe onderwijsdoelen te realiseren. Het nastreven van die competentie veronderstelt onderwijsvernieuwing en aangepaste onderwijsleersituaties. Er wordt immers meer en meer belang gehecht aan probleemoplossend denken, het zelfstandig of in groep leren werken, het kunnen omgaan met enorme hoeveelheden aan informatie, ... In bepaalde gevallen maakt ICT deel uit van de vakinhoud en is ze gericht op actieve beheersing van bijvoorbeeld een softwarepakket binnen de lessen informatica. In de meeste andere vakken of bij het nastreven van vakoverschrijdende eindtermen vervult ICT een ondersteunende rol. Door de integratie van ICT kunnen leerlingen immers: −
het leerproces zelf in eigen handen nemen;
−
zelfstandig en actief leren omgaan met les- en informatiemateriaal;
−
op eigen tempo werken en een eigen parcours kiezen (differentiatie en individualisatie).
2.3
Hoe te realiseren?
In de eerste graad van het SO kunnen leerlingen adequaat of onder begeleiding elektronische informatiebronnen raadplegen. In de tweede en nog meer in de derde graad kunnen de leerlingen ‘spontaan’ gegevens opzoeken, ordenen, selecteren en raadplegen uit diverse informatiebronnen en –kanalen met het oog op de te bereiken doelen. Er bestaan verschillende mogelijkheden om ICT te integreren in het leerproces. Bepaalde programma’s kunnen het inzicht verhogen d.m.v. visualisatie, grafische voorstellingen, simulatie, het opbouwen van schema’s, stilstaande en bewegende beelden, demo, ... Sommige cd-rom’s bieden allerlei informatie interactief aan, echter niet op een lineaire manier. De leerling komt via bepaalde zoekopdrachten en verwerkingstaken zo tot zijn eigen ‘gestructureerde leerstof’. Databanken en het internet kunnen gebruikt worden om informatie op te zoeken. Wegens het grote aanbod aan informatie is het belangrijk dat de leerlingen op een efficiënte en een kritische wijze leren omgaan met deze informatie. Extra begeleiding in de vorm van studiewijzers of instructiekaarten is een must. Om tot een kwaliteitsvol eindresultaat te komen, kunnen leerlingen de auteur (persoon, organisatie, ...), de context, andere bronnen die de inhoud bevestigen en de onderzoeksmethode toevoegen. Dit zal het voor de leraar gemakkelijker maken om het resultaat en het leerproces te beoordelen.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
36
De resultaten van individuele of groepsopdrachten kunnen gekoppeld worden aan een mondelinge presentatie. Het programma ‘Powerpoint’ kan hier ondersteunend werken. Men kan resultaten en/of informatie uitwisselen via e-mail, blackboard, chatten, nieuwsgroepen, discussiefora, ... ICT maakt immers allerlei nieuwe vormen van directe en indirecte communicatie mogelijk. Dit is zeker een meerwaarde omdat ICT zo de mogelijkheid biedt om niet alleen interscolaire projecten op te zetten, maar ook om de communicatie tussen leraar en leerling (uitwisselen van cursusmateriaal, planningsdocumenten, toets- en examenvragen, ...) en leraren onderling (uitwisseling lesmateriaal) te bevorderen. Sommige programma’s laten toe op graduele niveaus te werken. Ze geven de leerling de nodige feedback en remediëring gedurende het leerproces (= zelfreflectie en -evaluatie).
3. VOET 3.1
Wat?
Vakoverschrijdende eindtermen (VOET) zijn minimumdoelstellingen, die -in tegenstelling tot de vakgebonden eindtermen - niet gekoppeld zijn aan een specifiek vak, maar door meerdere vakken of onderwijsprojecten worden nagestreefd. De VOET worden volgens een aantal vakoverschrijdende thema's geordend: leren leren, sociale vaardigheden, opvoeden tot burgerzin, gezondheidseducatie, milieueducatie en muzisch-creatieve vorming. De school heeft de maatschappelijke opdracht om de VOET volgens een eigen visie en stappenplan bij de leerlingen na te streven (inspanningsverplichting). 3.2
Waarom?
Het nastreven van VOET vertrekt vanuit een bredere opvatting van leren op school en beoogt een accentverschuiving van een eerder vakgerichte ordening naar meer totaliteitsonderwijs. Door het aanbieden van realistische, levensnabije en concreet toepasbare aanknopingspunten, worden leerlingen sterker gemotiveerd en wordt een betere basis voor permanent leren gelegd. VOET vervullen een belangrijke rol bij het bereiken van een voldoende brede en harmonische vorming en behandelen waardevolle leerinhouden, die niet of onvoldoende in de vakken aan bod komen. Een belangrijk aspect is het realiseren van meer samenhang en evenwicht in het onderwijsaanbod. In dit opzicht stimuleren VOET scholen om als een organisatie samen te werken. De VOET verstevigen de band tussen onderwijs en samenleving, omdat ze tegemoetkomen aan belangrijk geachte maatschappelijke verwachtingen en een antwoord proberen te formuleren op actuele maatschappelijke vragen. 3.2
Hoe te realiseren?
Het nastreven van VOET is een opdracht voor de hele school, maar individuele leraren kunnen op verschillende wijzen een bijdrage leveren om de VOET te realiseren. Enerzijds door binnen hun eigen vakken verbanden te leggen tussen de vakgebonden doelstellingen en de VOET, anderzijds door thematisch onderwijs (teamgericht benaderen van vakoverschrijdende thema's), door projectmatig werken (klas- of schoolprojecten, intra- en extra-muros), door bijdragen van externen (voordrachten, uitstappen). Het is een opdracht van de school om via een planmatige en gediversifieerde aanpak de VOET na te streven. Ondersteuning kan gevonden worden in pedagogische studiedagen en nascholingsinitiatieven, in de vakgroepwerking, via voorbeelden van goede school- en klaspraktijk en binnen het aanbod van organisaties en educatieve instellingen.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
37
MINIMALE MATERIËLE VEREISTEN1 Vaklokaal De lessen moeten steeds gegeven worden in het daartoe bestemde lokaal, voorzien van een goed uitgeruste leraarstafel en leerlingentafels met water, gas en elektriciteit. Het lokaal moet demonstratie- en leerlingenproeven toelaten en is uitgerust voor projecties (met tv, video en/of cd-rom, overhead- en diaprojector). Er moet dus kunnen verduisterd worden. Voor het uitvoeren van demonstraties, proeven en observaties moet volgende basisuitrusting aanwezig zijn om de leerplandoelstellingen te kunnen bereiken: - microscopen met ingebouwde verlichting - handloepen en/of loepen op voet - binoculairloepen - wandplaten - dissectie- en prepareermateriaal - chronometers - een aantal basischemicaliën en kleurstoffen - het nodige glaswerk - microscopen met immersieobjectief - een droogstoof - een autoclaaf of drukpan - bunsenbranders en/of elektrische verwarmingsplaten Het is ook wenselijk dat de uitrusting kan aangevuld worden met: - een microprojector (projectieapparatuur voor micropreparaten) - een computer met databank en randapparatuur (interface met meetinstrumenten, cd-romspeler) - een waterbad met thermostaat (voor microbiologie) Veiligheid Om aan de nodige veiligheidsvoorschriften te voldoen dienen o.a. aanwezig te zijn: veiligheidskast voor de opslag van gevaarlijke producten (voorzien van de overeenkomstige gevarensymbolen), blustoestel, emmer met zand, branddeken, metalen papiermand, veiligheidsbrillen, oogdouche of oogwasfles, handschoenen, EHBO-kit met brandzalf.
1
Inzake veiligheid is de volgende wetgeving van toepassing: -
Codex ARAB AREI Vlarem.
Deze wetgeving bevat de technische voorschriften die in acht moeten genomen worden m.b.t.: -
de uitrusting en inrichting van de lokalen; de aankoop en het gebruik van toestellen, materiaal en materieel.
Zij schrijven voor dat: -
duidelijke Nederlandstalige handleidingen en een technisch dossier aanwezig moeten zijn; alle gebruikers de werkinstructies en onderhoudsvoorschriften dienen te kennen en correct kunnen toepassen; de collectieve veiligheidsvoorschriften nooit mogen gemanipuleerd worden;
-
de persoonlijke beschermingsmiddelen aanwezig moeten zijn en gedragen worden, daar waar de wetgeving het vereist.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
38
EVALUATIE Evaluatie kan beschouwd worden als een bespreking van het werk waarmee leraren en leerlingen samen bezig zijn. Steeds zal (moet) de leerling er iets uit leren (bv. ‘Ken ik mijn leerstof voldoende?’). Ook de leraar kan er zijn besluiten uit trekken (bv. ‘Volg ik de goede methode?’). Telkens weer is de evaluatie een uiting van wederzijdse interesse en vertrouwen, waarbij kwaliteitszorg wordt nagestreefd. Eigenschappen van een goede evaluatie Door te evalueren wil men bij de leerlingen nagaan in hoeverre de doelstellingen die men met het leerproces wilde bereiken, bereikt zijn. De evaluatie moet daarom volgende kenmerken bezitten. Ze moet doeltreffend, betrouwbaar en efficiënt zijn. Doeltreffendheid: de mate waarin de toets of eindproef beantwoordt aan het doel waarvoor hij gebruikt wordt. Betrouwbaarheid: het uitschakelen van toevalsinvloeden en het aanwenden van objectieve meetmethoden. Efficiëntie: de tijd nodig voor het voorbereiden en het afnemen van de toets moet in verhouding staan tot het bekomen van relevante informatie, liefst in een minimum van tijd. Onvoldoende resultaten bij individuele leerlingen of bij gedeelten van de klasgroep, zullen de leerkracht ertoe aanzetten om remediërend in te grijpen. Een evaluatie kan een signaal geven om de lesdoelstellingen bij te sturen. Verder is de evaluatie een belangrijk gegeven bij de pedagogische begeleiding en bij de controle door de inspectie. Voor de leerling is het van belang om door de evaluatie te weten te komen hoe zijn evolutie is binnen het leerproces. Een evaluatiecijfer voor dagelijks werk zal dus noodzakelijker wijze gesteund zijn op veelvuldige evaluatiemomenten en op zowel kennis, vaardigheden als attitudevorming.
Dagelijks werk Het dagelijkse werk, een procesevaluatie, wordt permanent geëvalueerd. De leraar laat hierbij niet alleen cognitieve, maar ook affectieve en psychomotorische doelstellingen aan bod komen. De quotering voor ‘dagelijks werk’ is gesteund op: - notities van observaties in de klas; - klassegesprekken; - medewerking in de klas; - gedrag in schoolsituaties; - korte mondelinge of schriftelijke beurten (5-10 min.); - langere beurten, bv. bij het afsluiten van een hoofdstuk; - prestaties aangaande laboratorium werk, praktische oefeningen, opdrachten; - mate van het beheersen van de vaardigheden. Mondelinge beurten en korte schriftelijke toetsen dienen niet vooraf te worden aangekondigd.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
39
Herhalingstoetsen worden best een week vooraf in de agenda van de leerling ingeschreven. Een herhalingstoets zal niet langer dan één lestijd duren. De leerkracht houdt de diverse evaluatiegegevens bij in een evaluatieschrift. Hij doet ze noteren in de agenda van de leerlingen. Een rapportcijfer voor dagelijks werk mag niet uitsluitend gesteund zijn op één enkel evaluatiegegeven. Het moet een evaluatie inhouden van prestaties en attitudes van de leerling over de gehele evaluatieperiode. Examens Examens houden een productevaluatie in. Na analyse van de resultaten wordt ook hier door de leraar een diagnose opgesteld. Tevens kunnen remediërende maatregelen voor individuele leerlingen hier weer uit voortspruiten. Schriftelijke examens De duur van de schriftelijke examens komt ten hoogste overeen met het aantal wekelijkse lesuren voor het vak, met een minimum van twee lesuren. Het is vanzelfsprekend dat vooral de basisdoelstellingen van het leerplan geëvalueerd worden. Een exemplaar van de gestelde vragen met aanduiding van de puntenverdeling worden samen met de verbeterde examenkopijen in het archief bewaard. Dit exemplaar wordt tevens aangevuld met een nietabsolute modeloplossing (de leerling kan terecht een andere oplossingsmethode gebruiken) of met een opsomming van de aandachtspunten die aanwezig moeten zijn voor oplossingen op open vragen en taken. Na de proeven hebben de leerlingen het recht de modeloplossing in te zien. Ook hebben zij het recht, op hun vraag, om hun gecorrigeerd examen in te zien. Voor de examens worden met de leerlingen duidelijke afspraken gemaakt over het verloop van de examens. Om achteraf discussies te vermijden is men verplicht ervoor te zorgen dat de leerlingen beschikken over: - een duidelijk beeld van wat van hen verwacht wordt (het is aan te bevelen dat de leerlingen de doelstellingen kennen die nagestreefd worden); - de vragen en opdrachten die al zijn voorgekomen gedurende het didactische proces; - een schriftelijk overzicht van de voor het examen te kennen leerstof; - een geschreven mededeling waarin staat welke informatiebronnen en welk materiaal ze mogen/moeten meebrengen op het examen; - een blad met vragen om overschrijffouten te vermijden.
Mondelinge examens Het is belangrijk mondelinge examens te organiseren, waardoor de leerlingen voorbereid worden op evaluatievormen in het hoger onderwijs en op de vaardigheid van het mondeling rapporteren in de nijverheid. Alle vakken kunnen tenminste éénmaal mondeling afgenomen worden, verspreid over de eerste en de tweede proef van het eerste en tweede leerjaar van de derde graad.
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
40
In het tweede leerjaar wordt een gedeelte van deze proeven afgenomen in het kader van de geïntegreerde proef. Er worden duidelijke, voorafgaande afspraken met de leerlingen gemaakt over de leerstof, het verwachtingspatroon en het verloop van de mondelinge examens. Na het trekken van de vragen krijgen de leerlingen steeds een voorbereidingstijd. Het examen wordt bij voorkeur afgenomen in de aanwezigheid van een collega met een overeenstemmende discipline. Er wordt een verslag opgemaakt over het verloop van het examen. Daarin wordt voor iedere leerling vermeld: - de vragenlijst waaruit gekozen kan worden; - de getrokken vragen; - het behaalde resultaat per vraag; - de beoordelingscriteria en een korte motivering voor de toegekende punten, indien het resultaat minder dan 50% bedraagt; - de handtekening(en) van de examinator(en).
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
41
BIBLIOGRAFIE NASLAGWERKEN ANTÉBI, E. en FISHLOCK, D., Biotechnologie, Natuurwetenschap & Techniek, ISBN 90 70157 73 X ASPERGES, M., e.a., Didactiek van de biologie, Uitgeverij De Boeck, Antwerpen BANNINK, G., VAN RUITEN Th., BioData, Nijgh Versluys, Baarn, 1999, 1ste druk, ISBN 90 425 1226 1, 240 blz., (figuren schema’s, tabellen,.) BEHAEGHE, T., Plantenveredeling, Universiteit Gent BEHAEGHE, T., Toegepaste erfelijkheidsleer, Universiteit Gent BLAMEY, M., De geïllustreerde flora, Thieme, Baarn NL, 1992 BOSSIER, M., e.a., Moderne plantkunde, Van In, Wommelgem, 1990 CARPENTER, Microbiology, Saunders Company, Philadelphia COKELAERE M, CRAEYNEST P., Onze genen - Handboek van de menselijke erfelijkheid, Acco, 1998, 424 blz., ISBN 90-334-4126-8 CRUSE J.M., LEWIS R.E., Atlas of Immunology, Springer-Verlag, Berlin, 1999, ISBN 3-540-64807-0 DARWIN, C.,Over het ontstaan van soorten door middel van natuurlijke selectie of het behoud van bevoordeelde rassen in de strijd om het leven, Ned. Vertaling Uitg. Nieuwezijds ISBN 90 5712 096 8 DE CRAEN, J., Planten, dieren en ook mensen, Van In, Wommelgem, 2000 DEJAERE, R., Celmetabolism: basisfuncties, VUBPRESS, Brussel, 1999, ISBN 90 5487 237 3 DRESSLER, D. en POTTER, H., Enzymen. Wetenschappelijke Bibliotheek, Natuurwetenschap & Techniek, ISBN 90 70159 993 DUVE, C. de , De levende cel - rondreis in een microscopische wereld, deel 1 en 2. Wetenschappelijke Bibliotheek Natuurwetenschap & Techniek, ISBN 90 70157 59 4. EEKHOF-STORK, N., Zelf zuivelen, Luitingen b.v., Utrecht EKLAND en WIJSS, Micro-organisms and man, John Wiley & Sons, New York FORTEY, R., Leven, een ongeautoriseerde biografie - de geschiedenis van vier miljard jaar leven op aarde, Anthos, Amsterdam, 1998 (ISBN 9041402705), 400 pag. FULLICK, A., Human Health and Disease, Heinemann Educational, Oxford FULLICK, A., Biology, Heinemann Educational, Oxford GARNWEIDNER, Paddestoelengids in kleur, Thieme, Baarn NL GEHUGHTE (van de), Microbiologie practicum, Uitg. Vyncke, Gent GOULD, S.J., Wonderlijk leven: over toeval en evolutie, Uitgeverij Contact, Amsterdam, 1990, 368 blz. HARING, B., Kaas en de evolutietheorie, Uitgeverij Houtekiet, 160 pag., ISBN: 9052406006 HARREWIJN, G. A., Elementaire microbiologie, Elsevier, Brussel HARTOG C. en P. (den), HAUTVAST, Nieuwe voedingsleer, Accla Compendia, Wetenschappelijk boek HENS, L., e.a., Milieu en genetisch risico, De Nederlandse Boekhandel, Antwerpen/Amsterdam, 1985 KEETON & MC FADDEN (bewerkt door Dr. G.M.N. Verschuuren, Drs. H. de Bruin, M.W. Halsema), Grondslagen van de biologie, deel I en II, Leiden H.E. Stenfort Kroese BV., Leiden/Antwerpen KESSEL, R.G. & KARDON R.H., Cellen, weefsels en organen - een scanning-elektronenmicroscopische studie-atlas, Natuurwetenschap & Techniek, NL KLOOSTERMANS, A., DNA als gerechtelijk bewijsmateriaal, Nederlands Forensisch Instituut www.dnasporen.nl KONKOWSKI, F., Cheese and fermented milk foods, Cornell Univ., New York LANGE, M., Elseviers Paddestoelengids, Elsevier, Amsterdam/Brussel
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
42
LEWONTIN, R.C., Menselijke verscheidenheid - Het spel van erfelijkheid, milieu en toeval, Wetenschappelijke bibliotheek van Natuurwetenschap en Techniek, NL LINDNER, E., Toxikologie der Nahrungsmittel, Georg Thieme Verlag, Stuttgart LODISH, H, e.a.,Molecular Cell Biology,. ISBN 0-7167-3136-3 MEADOWS, J., Geschiedenis van de Wetenschap, Natuurwetenschap & Techniek, Amsterdam, ISBN 90 68251 902 MILLER, B. en LITSKY, W., Industrial microbiology, Mc Graw-Hill Book Company MOSSEL en TAMMINGA, Methoden voor het microbiologisch onderzoek van levensmiddelen, P.C. Noordvliet, Zeist NENNEMA, J., Geïllustreerde flora van België, Nederland en Luxemburg, Den Gulden Engel, Antwerpen PASSARGE, G., Color Atlas of Genetics, Uitgeverij Thieme, 1995, ISBN 0-86577-587-7 PIES, W., Biologie - Prüfungsliteratur zum GK 1, Mediscript Verlag, Bad Wörishofen, Duitsland (meerkeuzevragen over de cel en genetica) PYKE, M., Food science and Technology, Murray RAVEN, P.H. e.a., Biology of plants, W. H. Freeman and Company, New York, 1999 RIDLEY, M., Genoom, het recept voor een mens (autobiografie van de menselijke soort in 23 hoofdstukken), Contact, Amsterdam, 304 blz. SALLE A. J., Fundamental principes of bacteriologie, Mac Graw Hill, London SCHLEGEL, H.G., Algemeine Mikrobiologie, Georg Thieme Verlag, Stuttgart SILVER L., Sleutelen aan de schepping, Westland/Ten Have, 255 blz. ISBN 90-259-4717-4 SKELTON, P., Evolution. A biological and palaeontological approach, Addison-Wesley Publishing Company, 1993, 1064 blz. SOMPRAYRAC, L., How the immune system works, Blackwell Science, Oxford, 1999, 111 blz., ISBN 0-632-04413-6 STANIER, e.a., General microbiology, Mc Graw Hill, London STRENGERS, P.F.W., e.a., Bloed - Van magie tot wetenschap, Wetenschappelijke bibliotheek van Natuurwetenschap & Techniek, NL THEUNISSEN B. en VISSER R.P.W., De wetten van het leven. Historische grondslagen van de biologie 1750-1950, Ambo, 278 blz. (ISBN 90-263-1214-8) VAN DEN BERGHE H, e.a., Jongeren en erfelijkheid: hun beeldvorming over erfelijke ziekten, erfelijke risico's en genetische tests, Uitgeverij Garant Leuven-Apeldoorn, 1996, 133 blz., ISBN 90-5350-531-8 VAN GOOL A., Van nucleotide tot genoom - Het genetisch elan, Uitgeverij Garant Leuven-Apeldoorn, 1997, 269 blz.ISBN 90-5350-647-0 VERNON, L., Biology, Investigating Life on Earth, Avilla ISBN 0-86720-942-9 VOETS, J.P., Micro-organismen ten dienste van de milieusanering, De Nederlandse Boekhandel, Kapellen ZEISS, F., Natuurlijke historiën - Geschiedenis van de biologie van Aristoteles tot Darwin, Uitg. Boom, Amsterdam, 272 blz., ISBN 90-5352-232-8 ZIMMER, C., Evolutie, triomf van een idee,Uitg. Het Spectrum, Utrecht, isbn: 9027475830, 2002 On-Line Biology Book: http://www.emc.maricopa.edu/faculty/farabee/BIOBK/BioBookTOC.html
TSO – 3e graad – optie Biotechnische wetenschappen – Tuinbouwtechnieken TV Toegepaste biologie (1e jaar: 2 lestijden/week, 2e jaar: 2 lestijden/week)
43
TIJDSCHRIFTEN Bio, tijdschrift van de VOB - Vereniging voor leerkrachten biologie, gezondheidszorg en milieueducatie, tijdschrift biologie plus jaarboek, http://www.vob-ond.be/ EOS, Brugstraat 51, 2300 Turnhout, http://www.eos.be MENS, Te Boelaarlei 23, 2140 Antwerpen, http://www.2mens.com/ Natuurwetenschap & Techniek, Postbus 3144, 4800 DC Breda, http://www.natutech.nl/ Natuur en Wetenschap, Zuidstraat 211, 3581 Beverlo, http://www.new.be.tf/ VeLeWe - Vereniging voor leerkrachten wetenschappen, http://www.velewe.be/ In de Dienst Medische Genetica van elk universitair ziekenhuis zijn brochures i.v.m. genetisch advies verkrijgbaar en kan gespecialiseerde literatuur geraadpleegd worden in de bibliotheek.
BROCHURES Erfelijkheid in de kijker en Prenataal onderzoek in de kijker (gratis brochures), Ministerie van de Vlaamse Gemeenschap, postbus 1365, 1000 Brussel Wel thuis - het voorkomen van vergiftigingen en Wie ons wil bellen, verliest beter geen tijd (gratis brochures) Antigifcentrum, p/a Militair Hospitaal Koningin Astrid, Bruynstraat 1120 Brussel, http://www.poisoncentre.be/ Dr. Lic BERTELS, G., e.a., ‘Zoönosen - Ziekten en besmettingen die van dieren op mensen kunnen overgaan’, gratis brochure, Provinciale Landbouwdienst, Herkenrodestraat 20, 3600 Genk Cd-rom’s Fytotherapie Informatorium, Kluwer Editorial, Diegem, 1997 De rijkdom van bloed, Digitale Wetenschappelijke Bibliotheek van Natuurwetenschap & Techniek, NL Animal Planet, Discovery Channel Multimedia, Valkesier, (Fauna - 1100 diersoorten, flora en allerlei ecosystemen) Encarta Encyclopedie, Winkler Prins Editie, Microsoft Bodyworks, Multimediagids van het menselijk lichaam, Nederlandstalige versie, TLC Domus De interactieve flora van Nederland en Vlaanderen, Uitg. Malmberg, Den Bosch De Mens in 3D, Encyclopedie over het menselijk lichaam, cd-rom verkooppunten EHBO-diskette ‘Eerstehulpflop’, Rode Kruis Vlaanderen (RKV), Dienst Gezondheidspromotie, Vleurgatsesteenweg 98, 1050 Brussel, http://www.redcross.be
Video Aan genen zijde: overerving bij de mens, (32 minuten, Nederlands), Audiovisuele dienst K.U. Leuven, Groenveldlaan 3 bus 3, 3001 Heverlee Mijlpalen in de biologie, incl. handleiding met kopieerbare werkbladen, Schooltv, Teleac/NOT SchoolTV, Uitgeverij EPO, Lange Pastoorstraat 25-27, 2600 Berchem, http://mmbase.teleacnot.nl/schooltv/index.jsp