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Biologie · Klasse 9 und 10 · Kapitel

Andere ZahlenBasiswissenAlle Kapitel

Genetik und Vererbung

EntdeckenDie Frage zum Kapitel

Wer fand die Form der DNA heraus?

Schreib eine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Für die Lehrkraft: James Watson und Francis Crick beschrieben 1953 die Doppelhelix. Ein wichtiger Hinweis kam von einer Röntgenaufnahme, die Rosalind Franklin und Raymond Gosling gemacht hatten. Die Aufnahme zeigte die Spiralform. Quelle: Watson und Crick 1953, Nature 171; Franklin und Gosling 1953, Nature 171.

  • Entdecken Frage, Vorstellung, Bild
  • Merken kommt ins Heft
  • Beispiel vorgerechnet, Schritt für Schritt
  • Üben selbst rechnen
  • Achtung typischer Fehler
  • Weiterdenken zum Knobeln und Vernetzen

○ mit Starthilfe, ● für alle, ★ zum Weiterdenken. Du wählst mindestens eine ★-Aufgabe. Du rechnest ins Heft.

1Ich kann DNA, Gen, Chromosom und Allel unterscheiden und den Bau der DNA beschreiben.

EntdeckenFrage

Wer fand die Form der DNA heraus?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

James Watson und Francis Crick beschrieben 1953 die Doppelhelix. Ein wichtiger Hinweis kam von einer Röntgenaufnahme, die Rosalind Franklin und Raymond Gosling gemacht hatten. Die Aufnahme zeigte die Spiralform.

MerkenVon der DNA zum Chromosom

Die DNA ist ein langer Faden aus vier Bausteinen.

Ein Gen ist ein Abschnitt davon, Chromosomen bestehen aus DNA und Eiweißen. Allele sind Varianten desselben Gens.

BeispielDNA, Gen, Chromosom und Allel

Was ist ein Allel? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Von jedem Gen gibt es oft mehrere Varianten.
  2. Jede Variante ist ein Allel.
  1. Von jedem Gen gibt es oft mehrere Varianten.
  2. Jede Variante ist ein Allel.
Ergebnis:
eine Variante eines Gens

AchtungGen und Chromosom gleichgesetzt

So nicht
Ein Gen ist ein Chromosom.
So richtig
Ein Chromosom enthält sehr viele Gene. Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA mit dem Bauplan für ein Protein.

Die Ebenen sind verschachtelt: Base, Gen, DNA, Chromosom, Zelle. Ein Gen ist viel kleiner als ein Chromosom.

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    Aus welchen Bausteinen besteht die DNA? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die Basen paaren sich: A mit T, G mit C.
    Lösung zeigen
    1. Die Basen paaren sich: A mit T, G mit C.
    2. Aminosäuren bauen Proteine auf, nicht die DNA.
    Ergebnis:
    aus vier Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin
  2. ●2
    Wie verhält sich ein Gen zu einem Chromosom? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein Chromosom ist groß, ein Gen ein kleiner Abschnitt.
    2. Der Mensch hat etwa 20.000 Gene.
    Ergebnis:
    Ein Chromosom enthält sehr viele Gene hintereinander.
  3. ★3
    Was ist ein Gen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein Gen ist ein Stück DNA.
    2. Es enthält die Bauanleitung für ein Protein.
    Ergebnis:
    ein Abschnitt der DNA mit dem Bauplan für ein Protein

2Ich kann Mitose und Meiose unterscheiden und Chromosomenzahlen bestimmen.

EntdeckenFrage

Wie viele Chromosomen haben andere Lebewesen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Der Mensch hat 46, der Schimpanse 48, der Hund 78, die Erbse 14 und die Fruchtfliege 8. Die Zahl sagt nichts über die Größe oder Klugheit eines Lebewesens.

MerkenMitose und Meiose

Die Mitose erzeugt erbgleiche Körperzellen mit 2n Chromosomen.

Die Meiose halbiert die Zahl: Es entstehen Keimzellen mit n Chromosomen.

BeispielMitose und Meiose

Was geschieht vor der Mitose in der S-Phase? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Erst wird die DNA kopiert.
  2. Danach hat jedes Chromosom zwei Chromatiden.
  3. Die Mitose verteilt sie.
  1. Erst wird die DNA kopiert.
  2. Danach hat jedes Chromosom zwei Chromatiden.
  3. Die Mitose verteilt sie.
Ergebnis:
Die DNA wird verdoppelt.

AchtungMitose und Meiose verwechselt

So nicht
Bei der Mitose entstehen Keimzellen mit halbem Chromosomensatz.
So richtig
Die Mitose erzeugt erbgleiche Körperzellen mit vollem Satz. Die Meiose halbiert den Satz und bildet Keimzellen.

Mitose heißt Körperzellen, gleiche Chromosomenzahl. Meiose heißt Keimzellen, halbe Chromosomenzahl.

ÜbenJetzt du

  1. ○4
    Wozu dient die Mitose? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Körperzellen teilen sich durch Mitose.
    Lösung zeigen
    1. Körperzellen teilen sich durch Mitose.
    2. Keimzellen entstehen durch Meiose.
    Ergebnis:
    zu Wachstum, Erneuerung und Wundheilung
  2. ●5
    Wie viele Zellen entstehen aus einer Zelle bei einer vollständigen Meiose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Meiose besteht aus zwei Teilungen.
    2. Aus einer Zelle werden vier.
    Ergebnis:
    vier
  3. ★6
    Krebsmittel hemmen oft die Zellteilung. Warum leiden dann auch Haarwurzeln und Schleimhäute? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mittel wirken auf alle sich teilenden Zellen.
    2. Haarwurzeln und Schleimhäute teilen sich oft.
    Ergebnis:
    Auch diese Zellen teilen sich ständig durch Mitose.

3Ich kann Meiose und Befruchtung als Quellen genetischer Vielfalt erklären.

EntdeckenFrage

Wie viele verschiedene Kinder könnten zwei Eltern theoretisch bekommen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Jede Person kann durch die Verteilung der Chromosomen etwa 8 Millionen verschiedene Keimzellen bilden, genau 2 hoch 23. Zwei Eltern ergeben 2 hoch 46, das sind mehr als 70 Billionen Kombinationen. Der Austausch von Stücken macht die Zahl noch größer.

MerkenNeukombination

Bei der Meiose werden Chromosomen zufällig verteilt und Stücke getauscht.

Bei der Befruchtung verschmelzen zwei Keimzellen. Jedes Kind ist genetisch einzigartig.

BeispielNeukombination und Befruchtung

Warum sind Geschwister, die nicht eineiige Zwillinge sind, genetisch verschieden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Zufallsverteilung und Austausch erzeugen Vielfalt.
  2. Jede Befruchtung kombiniert zwei einzigartige Keimzellen.
  1. Zufallsverteilung und Austausch erzeugen Vielfalt.
  2. Jede Befruchtung kombiniert zwei einzigartige Keimzellen.
Ergebnis:
Bei der Meiose werden die Chromosomen zufällig verteilt und Stücke getauscht, jede Keimzelle ist anders.

AchtungChromosomen und Chromatiden falsch gezählt

So nicht
Nach der Verdopplung hat die Zelle 92 Chromosomen statt 46.
So richtig
Nach der Verdopplung hat jedes der 46 Chromosomen zwei Chromatiden. Gezählt wird am Centromer: 46.

Zähle die Chromosomen am Centromer. Zwei Chromatiden sind ein Chromosom mit verdoppelter DNA.

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Wie viele verschiedene Keimzellen kann ein Mensch allein durch die Verteilung der Chromosomen bilden? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Für jedes der 23 Paare gibt es zwei Möglichkeiten.
    Lösung zeigen
    1. Für jedes der 23 Paare gibt es zwei Möglichkeiten.
    2. 2 hoch 23 sind über 8 Millionen.
    Ergebnis:
    mehr als 8 Millionen
  2. ●8
    Was ist die Aufgabe der Befruchtung für die Chromosomenzahl? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Zwei Keimzellen mit je 23 verschmelzen.
    2. Die Zygote hat 46.
    Ergebnis:
    Sie stellt den vollen Satz von 46 Chromosomen wieder her.
  3. ★9
    Warum gibt es mehr als 8 Millionen mögliche Keimzellen, wenn man Crossing-over berücksichtigt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die 2²³ gelten ohne Austausch.
    2. Mit Austausch wird die Zahl praktisch unbegrenzt.
    Ergebnis:
    Durch den Austausch von Stücken entstehen zusätzlich neue Kombinationen innerhalb der Chromosomen.

4Ich kann die Mendelschen Regeln anwenden und Kreuzungen mit dem Kreuzungsquadrat berechnen.

EntdeckenFrage

Wie genau stimmten Mendels Zahlen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Mendel zählte bei der Form der Erbsensamen 5474 runde und 1850 runzelige Samen. Das Verhältnis ist 2,96 zu 1, also sehr nahe an 3 zu 1. Er schloss daraus auf Erbfaktoren, die sich nicht mischen.

MerkenMendelsche Regeln

Dominante Allele setzen sich gegen rezessive durch.

Aus Aa mal Aa entstehen im Mittel 25 Prozent AA, 50 Prozent Aa und 25 Prozent aa, also 75 Prozent mit dem dominanten Merkmal.

BeispielKreuzungen nach Mendel berechnen

Bei Fruchtfliegen zeigt sich normale Flügel dominant gegenüber Stummelflügel. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen Aa und Aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat Stummelflügel?
Schritt für Schritt
  1. Keimzellen von Aa: A und a. Keimzellen von Aa: A und a.
  2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 1 mit aa.
  3. Stummelflügel: 25 % der Nachkommen.
  1. Keimzellen von Aa: A und a. Keimzellen von Aa: A und a.
  2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 1 mit aa.
  3. Stummelflügel: 25 % der Nachkommen.
Ergebnis:
25 %

AchtungDominant als häufig oder besser gedacht

So nicht
Dominant heißt, dass das Merkmal häufiger oder stärker ist.
So richtig
Dominant heißt nur: Es zeigt sich im Phänotyp, wenn ein Allel vorhanden ist. Häufigkeit und Wert sagt das nicht.

Dominant ist eine Aussage über den Phänotyp bei Aa, nicht über Häufigkeit oder Güte.

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Bei Fruchtfliegen zeigt sich normale Flügel dominant gegenüber Stummelflügel. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen AA und Aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat Stummelflügel?
    So fängst du an:
    Keimzellen von AA: A und A. Keimzellen von Aa: A und a.
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen von AA: A und A. Keimzellen von Aa: A und a.
    2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 0 mit aa.
    3. Stummelflügel: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  2. ●11
    Bei Meerschweinchen zeigt sich schwarzes Fell dominant gegenüber braunes Fell. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen Aa und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat schwarzes Fell?
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen von Aa: A und a. Keimzellen von aa: a und a.
    2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 2 mit aa.
    3. schwarzes Fell: 50 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    50 %
  3. ★12
    Bei Fruchtfliegen zeigt sich normale Flügel dominant gegenüber Stummelflügel. Zwei Pflanzen oder Tiere mit dem Genotyp Aa werden gekreuzt. Wie viele von 80 Nachkommen mit Stummelflügel sind im Mittel zu erwarten?
    Lösung zeigen
    1. Bei Aa mal Aa haben 25 Prozent der Nachkommen den Genotyp aa.
    2. 25 Prozent von 80 sind 20.
    3. Im Mittel sind 20 Nachkommen mit Stummelflügel zu erwarten.
    Ergebnis:
    20

5Ich kann intermediäre und kodominante Erbgänge sowie die Vererbung der Blutgruppen erklären.

EntdeckenFrage

Wer entdeckte, warum manche Bluttransfusionen tödlich enden?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Karl Landsteiner fand 1901 die Blutgruppen A, B und 0. Mischte er Blut verschiedener Personen, verklumpte es manchmal. Die Gruppe AB wurde 1902 ergänzt. Für diese Entdeckung bekam er 1930 den Nobelpreis.

MerkenNicht jeder Erbgang ist dominant-rezessiv

Intermediär heißt: Mischmerkmal, aber getrennte Allele.

Bei Kodominanz zeigen sich beide Allele, wie bei Blutgruppe AB.

BeispielIntermediär, kodominant und Blutgruppen

Was bedeutet es, wenn ein Merkmal dominant ist? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Dominant beschreibt das Verhältnis der Allele.
  2. Mit Häufigkeit hat es nichts zu tun.
  1. Dominant beschreibt das Verhältnis der Allele.
  2. Mit Häufigkeit hat es nichts zu tun.
Ergebnis:
Es zeigt sich schon, wenn nur ein Allel dafür vorhanden ist.

AchtungVererbung der Blutgruppen falsch bestimmt

So nicht
Eltern mit A und B bekommen nur Kinder mit AB.
So richtig
A und B sind kodominant, 0 ist rezessiv. Eltern mit Genotyp A0 und B0 können Kinder mit A, B, AB und 0 haben.

Schreibe die Genotypen der Eltern auf. A und B sind dominant über 0 und kodominant zueinander.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Welche Blutgruppen können Kinder haben, wenn ein Elternteil A0 und das andere B0 ist? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Keimzellen: A oder 0 und B oder 0.
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen: A oder 0 und B oder 0.
    2. Kombinationen: AB, A0, B0, 00.
    Ergebnis:
    A, B, AB und 0
  2. ●14
    Was bedeutet Kodominanz? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Bei Blutgruppe AB sind A und B nebeneinander nachweisbar.
    2. Es ist kein Mischmerkmal.
    Ergebnis:
    Beide Allele zeigen sich gleichzeitig im Phänotyp.
  3. ★15
    Rotblühende Wunderblumen mit RR werden mit weißblühenden WW gekreuzt. Welche Farbe haben alle Nachkommen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Bei intermediärer Vererbung zeigen Heterozygote ein Mischmerkmal.
    2. Rosa Blüten haben RW.
    Ergebnis:
    rosa, weil der Erbgang intermediär ist

6Ich kann einen Stammbaum auswerten und den Erbgang bestimmen.

EntdeckenFrage

Wie viele Menschen in Deutschland tragen das Allel für Mukoviszidose, ohne selbst krank zu sein?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Etwa jeder 25. Mensch. Krank wird nur, wer von beiden Eltern das Allel erbt. Zwei Träger bekommen mit einer Wahrscheinlichkeit von 25 Prozent ein krankes Kind.

MerkenStammbäume lesen

Haben gesunde Eltern ein krankes Kind, ist die Krankheit rezessiv.

Bei rezessivem Erbgang sind die Eltern Träger, sie zeigen die Krankheit nicht, geben das Allel aber weiter.

BeispielStammbäume auswerten

Gesunde Eltern haben ein krankes Kind. Welcher Erbgang liegt vor? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Bei dominantem Erbgang wäre ein Elternteil krank.
  2. Gesunde Eltern mit krankem Kind sind Träger.
  1. Bei dominantem Erbgang wäre ein Elternteil krank.
  2. Gesunde Eltern mit krankem Kind sind Träger.
Ergebnis:
rezessiv

AchtungErbgang aus dem Stammbaum falsch abgeleitet

So nicht
Zwei gesunde Eltern haben ein krankes Kind, also ist die Krankheit dominant.
So richtig
Bei einem dominanten Erbgang wäre ein Elternteil krank. Gesunde Eltern mit krankem Kind weisen auf einen rezessiven Erbgang.

Suche zuerst gesunde Eltern mit krankem Kind. Das zeigt sofort: rezessiv.

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Wer ist eine Trägerin einer rezessiven Krankheit? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Träger sind heterozygot.
    Lösung zeigen
    1. Träger sind heterozygot.
    2. Sie zeigen die Krankheit nicht.
    Ergebnis:
    eine gesunde Frau mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  2. ●17
    Woran erkennt man im Stammbaum einen dominanten Erbgang? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Dominante Merkmale zeigen sich in jeder Generation.
    2. Sie werden nicht übersprungen.
    Ergebnis:
    Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.
  3. ★18
    Bei der Bluterkrankheit liegt das Allel auf dem X-Chromosom. Warum erkranken fast nur Jungen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mädchen haben zwei X und sind oft nur Trägerinnen.
    2. Jungen mit dem Allel sind krank.
    Ergebnis:
    Jungen haben nur ein X und kein zweites Allel, das das Krankheitsallel überdecken könnte.

7Ich kann den Weg vom Gen zum Merkmal beschreiben und Mutationen einordnen.

EntdeckenFrage

Wie kann ein einziger Buchstabe der DNA eine schwere Krankheit auslösen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Bei der Sichelzellanämie ist eine einzige Base verändert. Dadurch sitzt eine falsche Aminosäure im Blutfarbstoff Hämoglobin. Die roten Blutzellen verformen sich zur Sichel und verstopfen kleine Gefäße.

MerkenVom Gen zum Protein

Ein Gen enthält den Bauplan für ein Protein.

Die Basenfolge wird abgelesen und in eine Aminosäurefolge übersetzt. Eine Mutation verändert die Basenfolge und kann das Protein verändern.

BeispielVom Gen zum Protein, Mutationen

Wo wird die Information der DNA in ein Protein übersetzt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die DNA bleibt im Kern.
  2. Eine Kopie als Boten-RNA wandert zu den Ribosomen.
  1. Die DNA bleibt im Kern.
  2. Eine Kopie als Boten-RNA wandert zu den Ribosomen.
Ergebnis:
an den Ribosomen im Cytoplasma

AchtungGene bestimmen alles

So nicht
Wer ein bestimmtes Allel hat, bekommt sicher die zugehörige Krankheit.
So richtig
Gene legen eine Veranlagung fest. Umwelt und Lebensweise wirken mit; bei vielen Krankheiten erhöhen Allele nur das Risiko.

Ein Gen ist ein Bauplan, kein Schicksal. Umwelt und Zufall entscheiden mit.

ÜbenJetzt du

  1. ○19
    Sind alle Mutationen schädlich? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Wirkung hängt vom Protein und von der Umwelt ab.
    Lösung zeigen
    1. Wirkung hängt vom Protein und von der Umwelt ab.
    2. Manche Mutationen sind der Anfang neuer Merkmale.
    Ergebnis:
    Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.
  2. ●20
    Was ist eine Punktmutation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Punktmutationen verändern eine Base.
    2. Manche ändern die Aminosäure, andere nicht.
    Ergebnis:
    der Austausch einer einzelnen Base in der DNA
  3. ★21
    Eine Mutation löscht in einem Gen eine einzelne Base. Warum ist diese Mutation oft besonders schwerwiegend? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der Code wird in Dreiergruppen gelesen.
    2. Eine fehlende Base verschiebt den Raster.
    3. Das nennt man Rasterschub.
    Ergebnis:
    Alle folgenden Tripletts verschieben sich, die Aminosäurefolge ändert sich ab dieser Stelle.

8Ich kann Chancen und Risiken von Gentests und Gentechnik nach Sachaussage und Werturteil bewerten.

EntdeckenFrage

Woher kommt das Insulin für Menschen mit Diabetes?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Seit 1982 wird Humaninsulin gentechnisch hergestellt. Das menschliche Gen wird in Bakterien oder Hefe eingebaut, und diese bilden das Hormon. Vorher musste man Insulin aus der Bauchspeicheldrüse von Schweinen und Rindern gewinnen.

MerkenGentechnik bewerten

Gentests zeigen Wahrscheinlichkeiten, keine sicheren Schicksale.

Ob man etwas tun darf, ist ein Werturteil. Es braucht Sachwissen und eine begründete Wertung.

BeispielGentechnik bewerten

Was tut ein Gentechniker, wenn er ein Insulin-Gen in Bakterien einbaut? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Der genetische Code ist universell.
  2. Bakterien lesen das menschliche Gen.
  1. Der genetische Code ist universell.
  2. Bakterien lesen das menschliche Gen.
Ergebnis:
Die Bakterien stellen dann menschliches Insulin her.

AchtungGentechnik und Gentest falsch eingeschätzt

So nicht
Ein Gentest sagt sicher voraus, ob man erkrankt.
So richtig
Ein Gentest zeigt Allele und Wahrscheinlichkeiten. Bei den meisten Krankheiten ist das Ergebnis keine sichere Vorhersage.

Ein Test zeigt, welche Allele vorliegen. Was daraus für das Leben folgt, ist meist unsicher.

ÜbenJetzt du

  1. ○22
    Was ist bei einer Bewertung wichtig, nachdem Sachaussagen gesammelt wurden? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Fakten sagen nicht, was gut ist.
    Lösung zeigen
    1. Fakten sagen nicht, was gut ist.
    2. Werte müssen benannt werden.
    Ergebnis:
    Die Werte benennen, nach denen man abwägt, zum Beispiel Gesundheit und Umwelt.
  2. ●23
    Welche Aussage ist eine Sachaussage? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein Gesetz lässt sich nachlesen.
    2. Moral und Pflichten sind Wertungen.
    Ergebnis:
    Das Gendiagnostikgesetz schützt auch das Recht, ein Testergebnis nicht zu erfahren.
  3. ★24
    Warum ist die Aussage „Gene sind unser Schicksal“ fachlich falsch? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Zwillingsstudien zeigen Einfluss beider Seiten.
    2. Die meisten Merkmale entstehen aus Zusammenspiel.
    Ergebnis:
    Gene legen Veranlagungen fest, Umwelt und Zufall beeinflussen, was sich zeigt.

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

  1. ●25
    Eine menschliche Körperzelle hat 46 Chromosomen. Wie viele hat jede Keimzelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Meiose halbiert den Satz.
    2. n = 23.
    Ergebnis:
    23
  2. ●26
    Warum ähneln sich Geschwister, sind aber nicht gleich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Verteilung ist zufällig.
    2. Jedes Kind bekommt eine neue Mischung.
    Ergebnis:
    Sie erhalten von beiden Eltern je eine zufällige Auswahl der Chromosomen.
  3. ●27
    Bei Meerschweinchen zeigt sich schwarzes Fell dominant gegenüber braunes Fell. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen AA und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat braunes Fell?
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen von AA: A und A. Keimzellen von aa: a und a.
    2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 0 mit aa.
    3. braunes Fell: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  4. ●28
    Welche Blutgruppen können Kinder haben, wenn beide Eltern Blutgruppe 0 haben? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. 0 ist rezessiv.
    2. Beide Eltern geben nur 0 weiter.
    Ergebnis:
    nur 0
  5. ●29
    Ein Kind ist erkrankt, beide Eltern sind gesund, ein Geschwister ist gesund. Welchen Genotyp haben die Eltern? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das kranke Kind ist aa und hat von beiden Eltern a.
    2. Die gesunden Eltern haben auch A.
    Ergebnis:
    beide Aa, also Träger
  6. ●30
    Wodurch können Mutationen entstehen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen sind zufällig.
    2. UV-Strahlung ist ein bekannter Auslöser.
    Ergebnis:
    durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Von der DNA zum Chromosom
Die DNA ist ein langer Faden aus vier Bausteinen.
Mitose und Meiose
Die Mitose erzeugt erbgleiche Körperzellen mit 2n Chromosomen.
Neukombination
Bei der Meiose werden Chromosomen zufällig verteilt und Stücke getauscht.
Mendelsche Regeln
Dominante Allele setzen sich gegen rezessive durch.
Nicht jeder Erbgang ist dominant-rezessiv
Intermediär heißt: Mischmerkmal, aber getrennte Allele.
Stammbäume lesen
Haben gesunde Eltern ein krankes Kind, ist die Krankheit rezessiv.
Vom Gen zum Protein
Ein Gen enthält den Bauplan für ein Protein.
Gentechnik bewerten
Gentests zeigen Wahrscheinlichkeiten, keine sicheren Schicksale.

AchtungGen und Allel verwechselt

So nicht
Aa ist ein Gen mit zwei Merkmalen.
So richtig
Aa sind zwei Allele desselben Gens. Allele sind Varianten, das Gen ist die Stelle auf dem Chromosom.

Gen heißt die Stelle, Allel die Variante. Von jedem Gen hat man zwei Allele, eines von jedem Elternteil.

AchtungAlle Keimzellen eines Menschen sind gleich

So nicht
Geschwister haben dieselben Erbanlagen, weil sie dieselben Eltern haben.
So richtig
Jede Keimzelle erhält eine andere Auswahl und Mischung der Chromosomen. Geschwister (außer eineiigen Zwillingen) sind genetisch verschieden.

Die Meiose verteilt die Chromosomen zufällig und tauscht Stücke aus. Keine zwei Keimzellen sind gleich.

AchtungGeschlecht des Kindes der Mutter zugeschrieben

So nicht
Die Mutter bestimmt, ob es ein Junge oder Mädchen wird.
So richtig
Alle Eizellen tragen ein X-Chromosom. Das Spermium trägt X oder Y und bestimmt das Geschlecht.

Die Eizelle hat immer X. Ob X oder Y von der Spermienzelle kommt, entscheidet über das Geschlecht.

AchtungSpaltungsverhältnis falsch bestimmt

So nicht
Aa mal Aa ergibt je zur Hälfte dominant und rezessiv.
So richtig
Aa mal Aa ergibt 25 Prozent AA, 50 Prozent Aa, 25 Prozent aa, also 75 Prozent dominant und 25 Prozent rezessiv.

Zeichne das Kreuzungsquadrat. Jede Zelle hat dieselbe Wahrscheinlichkeit. Zähle die Zellen nach Phänotyp.

AchtungErbanlagen mischen sich wie Farben

So nicht
Rot und Weiß vermischen sich bei den Eltern zu Rosa und sind danach nicht mehr trennbar.
So richtig
Bei intermediärer Vererbung entsteht ein Mischmerkmal, aber die Allele bleiben unverändert. In der nächsten Generation treten Rot, Rosa und Weiß wieder auf.

Die Allele mischen sich nicht. Sie werden weitergegeben und zeigen sich in neuen Kombinationen.

AchtungTräger als krank gedacht

So nicht
Wer ein rezessives Krankheitsallel hat, ist krank.
So richtig
Träger haben ein Krankheitsallel, aber auch ein gesundes. Sie sind gesund und geben das Allel mit 50 Prozent Wahrscheinlichkeit weiter.

Träger sind gesund und haben ein Allel von jeder Sorte. Krank sind nur Personen mit zwei Krankheitsallelen.

AchtungMutationen falsch eingeordnet

So nicht
Mutationen sind immer schädlich und entstehen, weil das Lebewesen sie braucht.
So richtig
Mutationen entstehen zufällig. Die meisten sind ohne Folge, einige schaden, wenige nützen.

Mutationen sind zufällige Veränderungen der DNA. Ob sie schaden, nützen oder nichts bewirken, hängt von der Umwelt ab.

AchtungWerturteil als Sachaussage behandelt

So nicht
Man darf Embryonen testen, das ist einfach wissenschaftlich richtig.
So richtig
Was technisch geht, ist eine Sachaussage. Ob man es tun soll, ist ein Werturteil und braucht Gründe.

Trenne: Was ist möglich und belegt (Sache)? Was soll geschehen (Wert)? Beides gehört in eine Bewertung.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

  1. Ich kann DNA, Gen, Chromosom und Allel unterscheiden und den Bau der DNA beschreiben.

    31
    Wo liegt die DNA einer menschlichen Körperzelle hauptsächlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    im Zellkern, verpackt in Chromosomen

  2. Ich kann Mitose und Meiose unterscheiden und Chromosomenzahlen bestimmen.

    32
    Eine Körperzelle der Erbse hat 14 Chromosomen. Wie viele Chromosomen hat eine Pollenzelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    7

  3. Ich kann Meiose und Befruchtung als Quellen genetischer Vielfalt erklären.

    33
    Was ist die Aufgabe der Befruchtung für die Chromosomenzahl? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie stellt den vollen Satz von 46 Chromosomen wieder her.

  4. Ich kann die Mendelschen Regeln anwenden und Kreuzungen mit dem Kreuzungsquadrat berechnen.

    34
    Bei Erbsen zeigt sich gelbe Samen dominant gegenüber grüne Samen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen AA und Aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat gelbe Samen?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    100 %

  5. Ich kann intermediäre und kodominante Erbgänge sowie die Vererbung der Blutgruppen erklären.

    35
    Zwei Heterozygote (Aa) mit dominantem A werden gekreuzt. Wie viele Nachkommen zeigen im Mittel das dominante Merkmal? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    75 Prozent

  6. Ich kann einen Stammbaum auswerten und den Erbgang bestimmen.

    36
    Wie wird im Stammbaum eine erkrankte Frau gezeichnet? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    als ausgefüllter Kreis

  7. Ich kann den Weg vom Gen zum Merkmal beschreiben und Mutationen einordnen.

    37
    Wodurch können Mutationen entstehen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe

  8. Ich kann Chancen und Risiken von Gentests und Gentechnik nach Sachaussage und Werturteil bewerten.

    38
    Welche Aussage ist ein Werturteil? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Gentechnik an Pflanzen ist unverantwortlich.

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Die Frage vom Anfang

EntdeckenRückschau

Wer fand die Form der DNA heraus?

Lies deine Vermutung vom Anfang. Kannst du die Frage jetzt mit dem Kapitel beantworten?

Auflösung

James Watson und Francis Crick beschrieben 1953 die Doppelhelix. Ein wichtiger Hinweis kam von einer Röntgenaufnahme, die Rosalind Franklin und Raymond Gosling gemacht hatten. Die Aufnahme zeigte die Spiralform.

Wörter

Prozentsatz
wie viel Prozent es sind
Prozentwert
der Teil, um den es geht
Wahrscheinlichkeit
wie sicher etwas passiert

Lösungen

  1. aus vier Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin
  2. Ein Chromosom enthält sehr viele Gene hintereinander.
  3. ein Abschnitt der DNA mit dem Bauplan für ein Protein
  4. zu Wachstum, Erneuerung und Wundheilung
  5. vier
  6. Auch diese Zellen teilen sich ständig durch Mitose.
  7. mehr als 8 Millionen
  8. Sie stellt den vollen Satz von 46 Chromosomen wieder her.
  9. Durch den Austausch von Stücken entstehen zusätzlich neue Kombinationen innerhalb der Chromosomen.
  10. 0 %
  11. 50 %
  12. 20
  13. A, B, AB und 0
  14. Beide Allele zeigen sich gleichzeitig im Phänotyp.
  15. rosa, weil der Erbgang intermediär ist
  16. eine gesunde Frau mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  17. Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.
  18. Jungen haben nur ein X und kein zweites Allel, das das Krankheitsallel überdecken könnte.
  19. Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.
  20. der Austausch einer einzelnen Base in der DNA
  21. Alle folgenden Tripletts verschieben sich, die Aminosäurefolge ändert sich ab dieser Stelle.
  22. Die Werte benennen, nach denen man abwägt, zum Beispiel Gesundheit und Umwelt.
  23. Das Gendiagnostikgesetz schützt auch das Recht, ein Testergebnis nicht zu erfahren.
  24. Gene legen Veranlagungen fest, Umwelt und Zufall beeinflussen, was sich zeigt.
  25. 23
  26. Sie erhalten von beiden Eltern je eine zufällige Auswahl der Chromosomen.
  27. 0 %
  28. nur 0
  29. beide Aa, also Träger
  30. durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe
  31. im Zellkern, verpackt in Chromosomen
  32. 7
  33. Sie stellt den vollen Satz von 46 Chromosomen wieder her.
  34. 100 %
  35. 75 Prozent
  36. als ausgefüllter Kreis
  37. durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe
  38. Gentechnik an Pflanzen ist unverantwortlich.