Vysvětlí význam DNA pro jedince a diskutuje o výhodách a rizikách jejího pozměňování.

• porovná shody a rozdíly v rozmanitosti mezi jedinci jednoho druhu v závislosti na pohlaví a vnitrodruhové variabilitě
• identifikuje fenomény spojené se životními projevy vybrané skupiny organismů
• vlastními slovy, případně s využitím vlastního nebo předloženého schématu popíše, kde je uložena dědičná informace, jak a k čemu je využívána (uchovávání, přepisování, podle ní “sestavení” bílkovin) a jak znaky vznikají na základě bílkovin 

Popis vzniku bílkovin podle DNA s využitím schématu

Žáci dostanou vytištěné schéma vzniku bílkovin s příklady znaků. 

Zadání pro žáky:

1. Diskutujte ve dvojicích o tom, jaký projev DNA obrázky ukazují a co znamená změna na úrovni DNA pro jedince (př. diabetik). 
2. Vyhledejte si informace k uvedeným příkladům (hemoglobin, inzulin, keratin) 
3. Na základě schématu vysvětlete souvislost mezi DNA, bílkovinou a projevem znaku. 
4. Uveďte, kde v buňce (např. v jádře, v cytoplazmě, ve specializované organele) probíhají změny DNA a kde jsou tvořeny bílkovin.

Popis ověřování: ústní nebo písemný popis schématu vzniku bílkovin s uvedením, v jaké části buňky je DNA uchovávána 

 souvislosti mezi dědičnou informací, tvorbou bílkovin a projevem znaků

• vlastními slovy, případně s využitím vlastního nebo předloženého schématu popíše, kde je uložena dědičná informace, jak a k čemu je využívána (uchovávání, přepisování, podle ní “sestavení” bílkovin) a jak znaky vznikají na základě bílkovin (uvede příklad, např. bílkovina zajišťující syntézu barviva – projev jako viditelná barva, změna vlastnosti na povrchu bílkoviny při srpkovité anémii, které vede ke shlukování bílkovin a změně tvaru červených krvinek)
• uvede, že ve skutečnosti jsou přímočaré vztahy 1 bílkovina – 1 znak vzácné a bílkoviny se často podílejí na vzniku více znaků a jeden znak spoluvytváří více bílkovin a že některé znaky ovlivňuje i prostředí.

příklady využití analýzy DNA 

• popíše, že lidé se liší svojí DNA s výjimkou jednovaječných dvojčat (tam se mohou lišit později v průběhu života kvůli nově vzniklým mutacím, pro optimální úroveň není nutné), protože každý zdědil jinou polovinu DNA od každého z rodičů. Čím jsme si příbuznější, tím podobnější máme DNA. Podle DNA můžeme určit, jestli část těla patří danému člověku, popř. jeho příbuzným, nebo to vyloučit
• rozliší dědičné nemoci (“zapsané” v DNA jako hemofilie, cystická fibróza atd.) od nedědičných (jako angína, tetanus, covid atd.). 

přítomnost DNA v (téměř) každé buňce

• odvodí a vlastními slovy popíše, že když jsou znaky, projevy a části buněk a organismů tvořeny mj. bílkovinami, tak každá buňka potřebuje bílkoviny, aby mohla žít a fungovat
• vysvětlí, že každá buňka potřebuje DNA, jelikož bílkoviny jsou sestaveny podle dědičné informace v DNA

 způsoby záměrného pozměňování DNA 

• u šlechtění (tj. výběru rodičů s požadovanými znaky a jejich následném rozmnožení), u cíleného působení faktorů, které způsobují mutace (např. ozařování semen rostlin) a cílených genetických modifikací porovná přesnost a zacílenost na konkrétní úsek dědičné informace a s tím související rizika nebo jejich absenci
• přehledně shrne výhody a nevýhody jednotlivých způsobů pozměňování DNA 

dopad pozměňování DNA u různých organismů (včetně člověka) z etického hlediska

• při diskuzi o pozměňování DNA používá argumenty založené na faktech
• srozumitelně vyjádří svůj názor a podloží ho odpovídajícími argumenty

Příklady významu DNA pro jedince

Žák s využitím vhodného příkladu popíše, že DNA obsahuje informaci, podle které vznikají bílkoviny. Bílkoviny jsou zodpovědné za vznik a případný projev znaků, které mohou být pozorovatelné. DNA je tedy návod na vznik našich těl a jejich projevů. Při vysvětlování příkladů může žák využít zobrazení, modelínu, stočené provázky (jako příklad různých tvarů hemoglobinu) apod.

Příklady: A) Barvivo hemoglobin přenáší kyslík v červených krvinkách. Mutace genu pro hemoglobin způsobují srpkovitou anémii. Vedou ke změně ve tvaru hemoglobinu, abnormální hemoglobin se projevuje ve znaku (schopnosti přenášet kyslík, potažmo tvaru červené krvinky). - viz schéma 

Zdroj: https://evolution.berkeley.edu/dna-and-mutations/a-case-study-of-the-effects-of-mutation-sickle-cell-anemia/

B) Podle genu pro laktázu vzniká enzym laktáza, která štěpí laktózu, mléčný cukr, na jednodušší cukry. Díky tomu jsme schopni laktózu trávit. U některých jedinců vzniká bílkovina podle genu celý život (to je dáno mutací), u jiných ne (ti pak mají laktózovou intoleranci).

C) Tvar semen hrachu hladký, resp. vrásčitý jsou dány množstvím vody v semeni, pokud je přítomna bílkovina, která vytváří větší molekuly škrobu, je v hrášku méně vody a tolik nevyschne, zůstane kulatý. 

Zadání pro žáky:

1. Přečtěte si všechny 3 příklady a diskutujte ve dvojicích, co mají společného, co vždy způsobuje rozdíly mezi jedinci.
2. Identifikujte v příkladech bílkovinu (protein) a její funkci.
3. Vyberte si jeden příklad a připrav si vlastní schéma (obrázek, modelína a provázky).
4. Své schéma vysvětlete tak, abyste popsali, co se děje na úrovni DNA, bílkoviny, buňky a celého organismu.

Popis ověřování: Žák uvádí příklad, který má všechny tyto části: změna na úrovni DNA, vznik odlišné bílkoviny (např. barviva, enzymu), efekt na úrovni buňky, dopad na zdraví celého organismu.

• Zdůvodní přítomnost DNA (téměř) v každé buňce a vysvětlí souvislosti mezi dědičnou informací (genem), bílkovinou a projevem znaku.
• Uvede konkrétní příklady využití analýzy DNA.
• Na konkrétních příkladech diskutuje o dopadu pozměňování DNA u různých organismů včetně člověka z biologického i etického hlediska.

Diskuze k pozměňování DNA

Žáci jsou rozděleni do 6 skupin - každou otázkou se zabývají 2 skupiny. Jedna z těchto skupin je PRO druhá PROTI. Výstupem diskuze má být doporučení pro komisi, která má rozhodnout o těchto otázkách: 
i. GMO a potraviny: Chceme zjednodušit pravidla pro využívání genetických modifikací při pěstování plodin a chování živočichů?
ii. Genové terapie: Chceme umožnit léčbu pomocí genových terapií a hradit ji z veřejného pojištění?

iii. Genetické modifikace lidských embryí: Chceme umožnit genetické modifikace lidských embryí?

Průběh lekce:

1. Motivace - vysvětlení situace, rozdělení do skupin, představení otázek, vylosování, která skupina se zabývá jakým tématem a jaký má k němu postoj

2. Příprava na diskuzi: Každá skupina dostane lístečky s informacemi vytaženými z různých relevantních zdrojů, které mohou použít k tvorbě argumentů. Mají čas připravit si argumentaci.

3. Diskuze: postupně podle otázek, u každé otázky má každý ze dvou týmů nejprve 2 minuty na úvodní řeč - představení argumentů

Poté následuje diskuze (dlouhá 5 - 10 min) metodou “Takže vy říkáte, ale my říkáme.”: 

Členové obou týmů stojí v řadách naproti sobě. Začne člen jednoho týmu a přednese argument, člen druhého týmu stojící naproti němu nejdřív zopakuje vlastními slovy argument protistrany (“Takže vy říkáte”) a pak uvede vlastní argument (“ale my říkáme”) - může reagovat na argument protistrany nebo argumentovat nezávisle na protistraně. Slovo opět dostane první tým (tentokrát další člen stojící vedle začínajícího) a opět musí nejdřív zopakovat argument protistrany a pak teprve uvést svůj. Takto diskuze pokračuje po dobu časového limitu. Pokud protistrana zopakuje argument způsobem, se kterým nebude tým, který ho použil, spokojený (z důvodu, že ho zkreslí), má právo dotčený tým diskuzi zastavit a upřesnit to.

4. Hlasování: necháme žáky vystoupit z rolí a nechat je o otázkách hlasovat podle jejich názoru, který si na základě diskuze zformovali

5. Reflexe: necháme žáky vyplnit grafický organizér OREO, pomocí kterého vyjádří svůj názor na problematiku úprav genomu

Zadání pro žáky:

1. Připravte si argumenty na základě poskytnutých informací.
2. Představte své argumenty během 2 minut.
3. Při diskuzi nejprve shrňte argumenty protistrany (metodou “Takže vy říkáte, ale my říkáme.”)
4. Vystupte ze své role a hlasujte o jednotlivých otázkách.
5. Shrňte svůj názor na konkrétní otázku s použitím argumentů a příkladů do grafického organizéru OREO
    

Popis ověřování: Žáci v závěru vyplňují grafický organizér pro zdůvodnění vlastního názoru podepřeného argumenty a příklady.

vazba na KK (Aktivní naslouchání):

• zaměřuji se na to, aby žáci analyzovali situace z různých perspektiv a diskutovali o možných řešeních a jejich důsledcích 
• podporuji reflexi vlastních reakcí a srovnání s reakcemi ostatních
• podporuji žáky v tom, aby viděli hodnotu procesu hledání řešení