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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 Gen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Ein Gen ist ein Stück DNA.
  2. Es enthält die Bauanleitung für ein Protein.
  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

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
    Welche Form hat die DNA? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Watson und Crick beschrieben 1953 die Doppelhelix.
    Lösung zeigen
    1. Watson und Crick beschrieben 1953 die Doppelhelix.
    2. Die Basen liegen innen und paaren sich.
    Ergebnis:
    eine Doppelhelix aus zwei verdrillten Strängen
  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
    Wozu wird die DNA in der Zelle aufgewickelt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Zwei Meter in einem Kern von wenigen Mikrometern.
    2. Chromosomen entstehen durch Aufwickeln.
    Ergebnis:
    Sie passt so in den Zellkern und lässt sich bei der Zellteilung gut verteilen.

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 entsteht bei der Mitose? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Mitose dient dem Wachstum und der Erneuerung.
  2. Tochterzellen gleichen der Mutterzelle.
  1. Mitose dient dem Wachstum und der Erneuerung.
  2. Tochterzellen gleichen der Mutterzelle.
Ergebnis:
zwei erbgleiche Körperzellen mit dem vollen Chromosomensatz

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
    Welche Teilung bildet Spermien und Eizellen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Keimzellen haben einen halben Satz.
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen haben einen halben Satz.
    2. Das leistet die Meiose.
    Ergebnis:
    die Meiose
  2. ●5
    Wie viele Chromosomen hat eine menschliche Körperzelle nach der Meiose in jeder Keimzelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Meiose halbiert den Chromosomensatz.
    2. 46 geteilt durch 2 ergibt 23.
    Ergebnis:
    23
  3. ★6
    Die Darmschleimhaut erneuert sich alle drei bis fünf Tage. Welche Teilung sorgt dafür? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Körperzellen erneuern sich durch Mitose.
    2. Die neuen Zellen gleichen den alten.
    Ergebnis:
    die Mitose, denn es entstehen erbgleiche Körperzellen

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.

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.

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Eine Eizelle und ein Spermium bringen je 23 Chromosomen mit. Wie viele hat die befruchtete Eizelle? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    23 plus 23 sind 46.
    Lösung zeigen
    1. 23 plus 23 sind 46.
    2. Die Zygote hat wieder den doppelten Satz.
    Ergebnis:
    46
  2. ●8
    Wie viele verschiedene Chromosomen-Kombinationen kann ein Mensch mit 23 Chromosomenpaaren allein durch die Verteilung bilden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Jedes Paar hat zwei Möglichkeiten.
    2. 23 unabhängige Entscheidungen: 2 hoch 23.
    Ergebnis:
    2²³, also etwa 8,4 Millionen
  3. ★9
    Ein Tierzüchter lässt Fruchtfliegen mit 4 Chromosomenpaaren kreuzen. Wie viele Kombinationen sind allein durch die Verteilung in den Keimzellen möglich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Jedes Paar hat zwei Möglichkeiten.
    2. Bei vier Paaren sind es 2 mal 2 mal 2 mal 2.
    Ergebnis:
    2⁴, also 16

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 0 mit aa.
  3. Stummelflügel: 0 % der Nachkommen.
  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 %

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 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?
    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 4 mit aa.
    3. gelbe Samen: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  2. ●11
    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 grüne Samen?
    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. grüne Samen: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  3. ★12
    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
    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. gelbe Samen: 50 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    50 %

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

Welche Genotypen führen zur Blutgruppe A? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. A ist dominant über 0.
  2. Mit A0 zeigt sich A, aber 0 bleibt als Allel.
  1. A ist dominant über 0.
  2. Mit A0 zeigt sich A, aber 0 bleibt als Allel.
Ergebnis:
AA und A0

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.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Kann ein Kind mit Blutgruppe 0 Eltern mit den Blutgruppen A und B haben? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    0 ist rezessiv.
    Lösung zeigen
    1. 0 ist rezessiv.
    2. A0 mal B0 kann 00 geben.
    Ergebnis:
    Ja, wenn beide Eltern das Allel 0 tragen.
  2. ●14
    Wunderblumen: Rosa (RW) mal rosa (RW). Welcher Anteil ist weiß? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. RW mal RW ergibt RR, RW, RW und WW.
    2. WW ist weiß.
    Ergebnis:
    ein Viertel
  3. ★15
    Bei einer Pflanzenart sind rote (RR) und weiße (WW) Blüten möglich, die Heterozygoten sind rosa. Wie viele rosa Pflanzen sind unter 200 Nachkommen von zwei rosa Eltern zu erwarten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. RW mal RW: 25 Prozent RR, 50 Prozent RW, 25 Prozent WW.
    2. 50 Prozent von 200 sind 100.
    Ergebnis:
    100

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

Wer ist eine Trägerin einer rezessiven Krankheit? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Träger sind heterozygot.
  2. Sie zeigen die Krankheit nicht.
  1. Träger sind heterozygot.
  2. Sie zeigen die Krankheit nicht.
Ergebnis:
eine gesunde Frau mit einem gesunden und einem Krankheitsallel

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
    Wie wird im Stammbaum eine erkrankte Frau gezeichnet? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Kreise sind Frauen.
    Lösung zeigen
    1. Kreise sind Frauen.
    2. Quadrate sind Männer.
    3. Ausgefüllt heißt erkrankt.
    Ergebnis:
    als ausgefüllter Kreis
  2. ●17
    Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Kind zweier Träger ein Träger ist? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das Kreuzungsquadrat zeigt AA, Aa, Aa und aa.
    2. Zwei von vier sind Aa.
    Ergebnis:
    50 Prozent
  3. ★18
    Ein Elternteil mit einer dominanten Krankheit hat den Genotyp Aa. Der andere ist gesund (aa). Wie viele Kinder sind im Mittel krank? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Aa mal aa ergibt 50 Prozent Aa und 50 Prozent aa.
    2. Aa ist krank.
    Ergebnis:
    die Hälfte

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
    Bei der Sichelzellanämie ist eine Base im Gen für das Hämoglobin verändert. Was folgt? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Aus Glutaminsäure wird Valin.
    Lösung zeigen
    1. Aus Glutaminsäure wird Valin.
    2. Das Protein faltet sich anders.
    3. Die Zellen werden sichelförmig.
    Ergebnis:
    Eine Aminosäure ändert sich, das Hämoglobin verformt die roten Blutzellen.
  2. ●20
    Was ist eine Mutation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen sind meist zufällig.
    2. Sie können Folgen haben, müssen es aber nicht.
    Ergebnis:
    eine Veränderung der Basenfolge 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 verändert die Gentechnik an Pflanzen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Gentechnik greift in das Erbgut ein.
  2. Ob das nützlich oder riskant ist, muss man bewerten.
  1. Gentechnik greift in das Erbgut ein.
  2. Ob das nützlich oder riskant ist, muss man bewerten.
Ergebnis:
Sie baut gezielt Gene ein, entfernt oder verändert sie.

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
    Warum ist es sinnvoll, bei der Bewertung von Gentechnik Chancen und Risiken getrennt zu sammeln? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Eine Bewertung braucht Argumente beider Seiten.
    Lösung zeigen
    1. Eine Bewertung braucht Argumente beider Seiten.
    2. Die Gewichtung ist eine Wertung.
    Ergebnis:
    So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.
  2. ●23
    Welche Aussage ist ein Werturteil? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein Werturteil sagt, was sein soll oder gut ist.
    2. Eine Sachaussage lässt sich prüfen.
    Ergebnis:
    Gentechnik an Pflanzen ist unverantwortlich.
  3. ★24
    Eine Landwirtin überlegt, gentechnisch veränderten Mais anzubauen. Welche Frage gehört zur Sachebene? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Sachfragen lassen sich messen.
    2. Wertfragen beantwortet man mit Begründung.
    Ergebnis:
    Wie stark verändert sich der Ertrag im Vergleich zu normalem Mais?

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Ein Mensch hat in einer Körperzelle zwei Allele für die Blutgruppe. Woher stammen sie? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Jedes Chromosomenpaar hat ein mütterliches und ein väterliches Chromosom.
    2. Auf beiden liegt das Gen.
    Ergebnis:
    eines von der Mutter und eines vom Vater
  2. ●26
    Eine Zelle der Fruchtfliege hat 8 Chromosomen. Wie viele Chromatiden hat sie in der Metaphase der Mitose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. In der Metaphase hat jedes Chromosom zwei Chromatiden.
    2. 8 mal 2 sind 16.
    Ergebnis:
    16
  3. ●27
    Bei Erbsen zeigt sich hohe Pflanzen dominant gegenüber Zwergpflanzen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen AA und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat hohe Pflanzen?
    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. hohe Pflanzen: 100 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    100 %
  4. ●28
    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
  5. ●29
    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
  6. ●30
    Wer darf nach dem Gendiagnostikgesetz über einen genetischen Test entscheiden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das Gesetz schützt das Recht auf informationelle Selbstbestimmung.
    2. Arbeitgeber und Versicherer dürfen keine Tests verlangen.
    Ergebnis:
    die getestete Person selbst

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.

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.

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.

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.

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.

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
    Welche Base paart sich in der DNA mit Adenin? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Thymin

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

    32
    Eine menschliche Körperzelle hat 46 Chromosomen. Wie viele hat jede Tochterzelle nach der Mitose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    46

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

    33
    Wie viele verschiedene Chromosomen-Kombinationen kann ein Mensch mit 23 Chromosomenpaaren allein durch die Verteilung bilden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    2²³, also etwa 8,4 Millionen

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

    34
    Bei Erbsen zeigt sich runde Samen dominant gegenüber runzelige Samen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen Aa und Aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat runzelige Samen?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    25 %

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

    35
    Rotblühende Wunderblumen mit RR werden mit weißblühenden WW gekreuzt. Welche Farbe haben alle Nachkommen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    rosa, weil der Erbgang intermediär ist

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

    36
    Wer ist eine Trägerin einer rezessiven Krankheit? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    eine gesunde Frau mit einem gesunden und einem Krankheitsallel

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

    37
    Eine Mutation ändert ein Triplett so, dass dieselbe Aminosäure entsteht. Was folgt für das Protein? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Das Protein bleibt gleich.

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

    38
    Warum ist es sinnvoll, bei der Bewertung von Gentechnik Chancen und Risiken getrennt zu sammeln? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.

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. eine Doppelhelix aus zwei verdrillten Strängen
  2. Ein Chromosom enthält sehr viele Gene hintereinander.
  3. Sie passt so in den Zellkern und lässt sich bei der Zellteilung gut verteilen.
  4. die Meiose
  5. 23
  6. die Mitose, denn es entstehen erbgleiche Körperzellen
  7. 46
  8. 2²³, also etwa 8,4 Millionen
  9. 2⁴, also 16
  10. 0 %
  11. 0 %
  12. 50 %
  13. Ja, wenn beide Eltern das Allel 0 tragen.
  14. ein Viertel
  15. 100
  16. als ausgefüllter Kreis
  17. 50 Prozent
  18. die Hälfte
  19. Eine Aminosäure ändert sich, das Hämoglobin verformt die roten Blutzellen.
  20. eine Veränderung der Basenfolge der DNA
  21. Alle folgenden Tripletts verschieben sich, die Aminosäurefolge ändert sich ab dieser Stelle.
  22. So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.
  23. Gentechnik an Pflanzen ist unverantwortlich.
  24. Wie stark verändert sich der Ertrag im Vergleich zu normalem Mais?
  25. eines von der Mutter und eines vom Vater
  26. 16
  27. 100 %
  28. beide Aa, also Träger
  29. der Austausch einer einzelnen Base in der DNA
  30. die getestete Person selbst
  31. Thymin
  32. 46
  33. 2²³, also etwa 8,4 Millionen
  34. 25 %
  35. rosa, weil der Erbgang intermediär ist
  36. eine gesunde Frau mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  37. Das Protein bleibt gleich.
  38. So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.