Transcript CSI: Østfold – DNA og urinprøvetest

INSPIRIA science center: Bjørnstadveien 16, 1712 GRÅLUM | Telefon: 03245/ 69 13 93 00 | E-post: [email protected] www.inspiria.no
Lærerveiledning
CSI: Østfold – DNA og urinprøvetest
Passer for:
Varighet:
Vg1 – Vg3
120 minutter
CSI: Østfold – DNA og urinprøvetesting er et skoleprogram der elevene skal bistå i
etterforskningen av et innbrudd. Videre ble det funnet piller, brukerutstyr og pulver i
leiligheten til den mistenkte. Elevene skal analysere ulike urinprøver etter spor av
narkotiske stoffer, mikroskopere pulver, finne fingeravtrykk og gjøre en DNA-analyse.
CSI: Østfold trenger deres hjelp for å løse saken og resultatene vil med dette kunne
være med på å løse saken.
Det beste er at elever og lærere er forberedt når de kommer til INSPIRIA science
center. Lærerveiledningen inneholder viktig informasjon om skoleprogrammet, og det
er derfor fint om den blir lest i god tid før besøket.
Vi ønsker at lærerne skal få en best mulig opplevelse og læringsutbytte av å ta med
klasser til senteret. Vi oppfordrer lærerne til aktivt å ta del i opplegget sammen med
elevene.
Skoletilbudet til INSPIRIA science center er ment å være en integrert del av
opplæringen. Ved å utføre for- og etterarbeid til programmet vil elevenes
læringsutbytte økes, og lærerne vil kunne benytte aktivitetene som et verktøy til å nå
konkrete mål i kunnskapsløftet.
1
INSPIRIA science center: Bjørnstadveien 16, 1712 GRÅLUM | Telefon: 03245/ 69 13 93 00 | E-post: [email protected] www.inspiria.no
Hovedområder og kompetansemål fra kunnskapsløftet:
Naturfag
Forskerspiren
 Planlegge og gjennomføre ulike typer undersøkelser i samarbeid med andre, der en
identifiserer variabler, anslår måleusikkerhet og vurderer mulige feilkilder
Biologi 1
Den unge biologen
 Planlegge og gjennomføre undersøkelser i laboratorier fra hovedområdene,
rapportere fra arbeidet med og uten digitale verktøy og vurdere mulige feilkilder i
undersøkelsene
Biologi 2
Den unge biologen
 Planlegge og gjennomføre undersøkelser i laboratorier fra hovedområdene,
rapportere fra arbeidet med og uten digitale verktøy og vurdere mulige feilkilder i
undersøkelsene
 Bruke animasjoner og simuleringsprogram til å vise fenomen og biologiske
sammenhenger
Bioteknologi
 Gjøre rede for fremstilling av genetiske fingeravtrykk, og hvordan de kan benyttes i
rettsmedisin
 Formulere og drøfte problemstillinger tilknyttet bruken av gendiagnostikk og
genterapi på mennesker
Kjemi 1
Språk og modeller
 Forklare, illustrere og vurdere stoffers sammensetning, bindingstyper og egenskaper
ved hjelp av periodesystemet
Metoder og forsøk
 Planlegge og gjennomføre forsøk og vurdere risiko, feilkilder og resultater
 Skrive rapporter fra forsøk og presentere prosess, metode og resultater
Kjemi 2
Forskning
 Publisere rapporter fra egne forsøk
Organisk kjemi
 Gjøre rede for struktur og egenskaper til aminosyrer
 Gjøre påvisningsreaksjoner med enkle organiske forbindelser
2
INSPIRIA science center: Bjørnstadveien 16, 1712 GRÅLUM | Telefon: 03245/ 69 13 93 00 | E-post: [email protected] www.inspiria.no
Bakgrunnsinformasjon til lærer:
Besøket er tredelt:
 Briefing og generell info
 Aktivitet parvis på en stasjon hver. (Totalt seks stasjoner, ingen rullering)
 Oppsummering fra alle stasjonene
Selv om saken er oppkonstruert, vil den forhåpentligvis fremstå som ekte. Vi ønsker
at opplysninger om saken ikke fortelles videre til andre klasser på skolen. Dette for å
hindre at noen som kommer på besøk vet løsningen.
Vi håper at vi kan være med på å lage noen «knagger» for deg og elevene når man
skal gjøre liknende forsøk tilbake i skolen. Noen av forsøkene elevene skal gjøre er
direkte knyttet opp til kriminalteknikk, mens andre forsøk er oppkonstruert for å dekke
kompetansemål.
Hvilke forsøk gjøres?
DNA-analyse:

Isolering av DNA:
DNA er ferdig isolert fra epitelceller hentet fra munnhulen til alle de involverte i
saken samt fra hårstrået som ble funnet på åstedet.

PCR - Lag kopier av DNA:
PCR er en metode for å lage mange kopier av DNA-områder. Ved
identifisering av personer kopierer vi DNA-områder som vi vet varierer mye fra
person til person. Ved å kopiere flere områder kan vi danne en DNA-profil som
er unik for hver person. PCR-teknikken går ut på å tilsette en PCR-miks med
enzymer og korte DNA-biter, såkalt primere. Prosessen blir gjennomført i en
PCR-maskin.

Lag DNA-profil
De oppkopierte DNA-trådene blir sortert etter størrelse ved hjelp av
elektroforese. Resultatet blir et båndmønster, der hvert bånd er et DNAområde. Båndmønsteret, DNA-profilen, er unik for hver person.
Fingeravtrykk:
Pensling med svart eller hvitt pulver. Elevene sammenligner avtrykk med de
involverte i saken. Avtrykket som oppstår kommer av at pulveret fester seg i
fettsporene (aminosyrene) fra fingrene.
3
INSPIRIA science center: Bjørnstadveien 16, 1712 GRÅLUM | Telefon: 03245/ 69 13 93 00 | E-post: [email protected] www.inspiria.no
Urinprøvetesting:
Her skal elevene teste «urinprøver» for ulike typer stoffer. Disse testene er
selvfølgelig oppkonstruert, men påvisningsreaksjonene er ekte.
1)
2)
3)
4)
5)
Enkel elektrolyse med kaliumjodidløsning og fenolfthalein
Jod på stivelse
Fellingsreaksjon mellom kaliumjodid og blynitrat
Gassdannelse mellom kaliumjodid og H2O2
Buirettest, påvisning av protein
Disse påvisningsreaksjonene blir IKKE forklart ved besøket, men du som lærer har
anledning til å forklare reaksjonene tilbake på skolen.
Mikroskopering:
«Narkotika» undersøkes i mikroskop og elevene får kjennskap til bruken av
mikroskop.
Tips: Skal man i etterkant av besøket skrive rapport fra forsøkene, kan det være lurt
å ta bilder under besøket som man kan bruke.
Lenker om kriminalteknikk:
www.kriminalteknikk.no God og fyldig side på norsk
www.crime-scene-investigator.net - Artikkelsamling om kriminalteknikk, engelsk
http://science.howstuffworks.com/csi.htm - Generell info om kriminalteknikk, engelsk
www.crimescene.com - Løs egne saker. Stor nettbutikk. Engelsk
Forarbeid
Før besøket på INSPIRIA science center bør elevene ha utført enkelte aktiviteter og
ha kjennskap til en del begreper knyttet til skoleprogrammet. Nedenfor følger
aktivitetene og begrepene.
Aktiviteter
1. Introduksjon til DNA-analyse med PCR
Kilde: www.naturfag.no
Undersøkelser av arvestoffet er et viktig verktøy for å identifisere personer.
4
INSPIRIA science center: Bjørnstadveien 16, 1712 GRÅLUM | Telefon: 03245/ 69 13 93 00 | E-post: [email protected] www.inspiria.no
Et av funnene som ble gjort på åstedet var et hårstrå. Ved hjelp av DNA-analyse fra
alle involverte i saken, skal elevene forsøke å identifisere hvem som eier hårstrået.
Elevene skal sette seg inn i prinsippet for en DNA-analyse med PCR før de besøker
INSPIRIA science center.
Lenke: http://www.viten.no/?pcr - Detaljert animasjon av PCR.
Alternativ lenke:
Lenke: http://www.youtube.com/watch?v=_YgXcJ4n-kQ
Etterarbeid
Aktiviteter
1. Gjør forsøk på nytt
Ta opp tråden fra besøket og snakk mer om forsøkene. Læreren kan ved forespørsel
få tilsendt laboratorieprotokollene på forsøkene, slik at forsøket kan gjøres med hele
klassen. Skriv rapport.
2. DNA-analyser og etikk
I dette skoleprogrammet har vi benyttet DNA-prøver til å lage en
DNA-profil for å analysere bevis i en kriminalsak, men DNA blir
isolert fra celler fra mennesker også av mange andre årsaker. Med
en ren prøve med DNA kan man for eksempel teste nyfødte for
genetiske sykdommer, utføre slektskapsundersøkelser eller studere
om et gen er involvert i kreftutvikling. Selv om dette er svært nyttige
analyser både for å identifisere personer og for å studere
sykdomsutvikling, så er det også etiske problemstillinger knyttet til
dem.
For å bevisstgjøre elevene i forhold til disse utfordringene kan følgende fungere som
utgangspunkt for diskusjon:
2.1 DNA-register og etiske problemstillinger
DNA-registeret
Norge har et DNA-register som ble satt i drift i 1999. Det drives av Kripos. I dag er
DNA-registeret bygget opp av analyse av 11 DNA-områder som fastsetter
identiteten. Disse utgjør en DNA-profil.
DNA-registeret er delt i identitetsregisteret og sporregisteret. I identitetsregisteret
finnes det DNA-profiler av personer som er dømt for overtredelse av visse kapitler i
straffeloven (allmennfarlige forbrytelser; forbrytelser mot sedeligheten; forbrytelser
mot liv, legeme og helbred; eller utpressing og ran). I sporregisteret finnes DNA-
5
INSPIRIA science center: Bjørnstadveien 16, 1712 GRÅLUM | Telefon: 03245/ 69 13 93 00 | E-post: [email protected] www.inspiria.no
profiler fra biologiske spor funnet på offer eller åsted, samt opplysning om profilens
tilknytning til en uoppklart straffesak.
Problemstillinger
(1) Et viktig spørsmål når man tar DNA-prøver for identifikasjon, er om man bare skal
ta vare på DNA-profilen som lages – som egentlig bare er en datakode – eller om
man også skal ta vare på det biologiske materialet. Dersom teknologien blir endret
for å bedre kvaliteten på undersøkelsen, vil man ikke kunne oppdatere eksisterende
registre uten slike bevarte biologiske prøver. Men det vil også bety at materialet vil
kunne brukes til andre formål ved at de politiske myndighetene endrer reglene, eller
at det benyttes på ulovlig vis.
(2) For at et DNA-register skal kunne bli et effektivt verktøy for oppklaring av
forbrytelser, må det være slik at de som er lovpålagt registrering, faktisk blir registrert.
Skal politiet kunne bruke tvang for å innhente en DNA-prøve?
(3) Er det stigmatiserende å være registrert i et slikt register? Kan det sammenlignes
med å stå i et fingeravtrykkregister? Skulle alle innbyggerne i et land stått i et DNAregister slik at man raskt kunne finne skyldige og samtidig sjekke uskyldige ut av
saken? Ville dette gjort det mindre stigmatiserende å stå i et register?
(4) Er det greit at noen ønsker å stå frivillig i et DNA-register? Noen ønsker det for
raskt å kunne bli sjekket ut av kriminalsaker, og slippe å bli kontaktet og forhørt ved
kriminelle handlinger i nabolaget. Dette kan for eksempel gjelde pedofile.
2.2 Gentesting og etiske problemstillinger
Gentesting
Dersom man undersøker en persons arvestoff (DNA) for å se hvilke genvarianter
personen har, har man utført en gentest. Også analyse av for eksempel
kromosomer, proteiner og organer kan gi informasjon om arveegenskapene til en
person og kan derfor defineres som genetiske analyser. I dag har vi først og fremst
gentester for sjeldne, alvorlige sykdommer der det er en klar sammenheng mellom et
bestemt gen og sykdommen.
Ulike typer gentester
(1) Testing av syke personer – diagnostiske tester
Syke personer kan genteste seg for å få undersøkt om sykdommen de har skyldes
genetiske faktorer. På denne måten kan de få en diagnose, og få behandling
deretter, dersom det finnes, og få vite om risikoen for å føre sykdommen videre.
(2) Testing av friske personer
Siden gentester gir samme svar uavhengig av når i livet man tar dem, kan også
friske personer teste seg for å få informasjon om risiko for sykdom.
6
INSPIRIA science center: Bjørnstadveien 16, 1712 GRÅLUM | Telefon: 03245/ 69 13 93 00 | E-post: [email protected] www.inspiria.no
Problemstillinger ved gentesting av friske personer
Mulige grunner til å genteste seg:
 Det er mulig å begynne forebyggende behandling av sykdommen dersom slik
behandling finnes.
 Det kan være lettere å planlegge livet, for eksempel kan man avgjøre om man
skal ha barn eller ikke og ta avgjørelser med hensyn til jobb og utdannelse.
 Man slipper å leve med usikkerheten for om man har disposisjon for å bli syk
eller ikke. Noen vil mene at de får et bedre liv. Dette gjelder (kanskje) særlig
de som får påvist at de ikke er disponert for sykdommen.
 Resultatet av testen kan være viktig for andre familiemedlemmer.
Mulige grunner til å la være å teste seg:
 Det finnes ingen behandling eller muligheter for å forebygge sykdommen (som
ved Huntingtons sykdom).
 Det å vite at man er disponert for sykdom kan i seg selv være ødeleggende for
den enkeltes livskvalitet.
 Testen sier ikke bare noe om den som tester seg, men også at disse
genvariantene finnes i familien. Testingen kan medføre at enkelte andre
familiemedlemmer som ikke ønsker denne type informasjon, likevel får det. De
kan dermed miste muligheten til ikke å vite om de har økt risiko for sykdom.
 Det stiller en overfor valg man ikke ønsker, for eksempel
fosterdiagnostikk.
7