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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

Wie verhält sich ein Gen zu einem Chromosom? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Ein Chromosom ist groß, ein Gen ein kleiner Abschnitt.
  2. Der Mensch hat etwa 20.000 Gene.
  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.

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 Base paart sich in der DNA mit Adenin? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Adenin und Thymin gehören zusammen.
    Lösung zeigen
    1. Adenin und Thymin gehören zusammen.
    2. Guanin und Cytosin bilden das zweite Paar.
    Ergebnis:
    Thymin
  2. ●2
    Was ist ein Chromosom? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Chromosomen sind die Verpackung der DNA.
    2. Auf jedem Chromosom liegen sehr viele Gene.
    Ergebnis:
    ein Träger der DNA, der aus DNA und Eiweißen besteht und viele Gene enthält
  3. ★3
    Wie lang wäre die DNA einer Körperzelle, wenn man sie ausstrecken würde? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die DNA ist sehr dünn und sehr lang.
    2. Sie passt nur, weil sie dicht aufgewickelt ist.
    Ergebnis:
    etwa zwei Meter

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

Wie viele Chromosomen hat eine menschliche Körperzelle nach der Meiose in jeder Keimzelle? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die Meiose halbiert den Chromosomensatz.
  2. 46 geteilt durch 2 ergibt 23.
  1. Die Meiose halbiert den Chromosomensatz.
  2. 46 geteilt durch 2 ergibt 23.
Ergebnis:
23

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
    Warum muss die Meiose die Chromosomenzahl halbieren? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Eizelle und Spermium bringen je n mit.
    Lösung zeigen
    1. Eizelle und Spermium bringen je n mit.
    2. Bei der Befruchtung entsteht wieder 2n.
    Ergebnis:
    Sonst würde sich der Satz bei jeder Befruchtung verdoppeln.
  2. ●5
    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. ★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

Wie viele verschiedene Chromosomen-Kombinationen kann ein Mensch mit 23 Chromosomenpaaren allein durch die Verteilung bilden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Jedes Paar hat zwei Möglichkeiten.
  2. 23 unabhängige Entscheidungen: 2 hoch 23.
  1. Jedes Paar hat zwei Möglichkeiten.
  2. 23 unabhängige Entscheidungen: 2 hoch 23.
Ergebnis:
2²³, also etwa 8,4 Millionen

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
    Was tauschen Chromosomen beim Crossing-over aus? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Crossing-over findet in der Meiose statt.
    Lösung zeigen
    1. Crossing-over findet in der Meiose statt.
    2. Es mischt Allele neu.
    Ergebnis:
    Stücke zwischen den beiden Chromosomen eines Paares
  2. ●8
    Warum sind Geschwister, die nicht eineiige Zwillinge sind, genetisch verschieden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    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.
  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 Erbsen zeigt sich hohe Pflanzen dominant gegenüber Zwergpflanzen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen Aa und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat Zwergpflanzen?
Schritt für Schritt
  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. Zwergpflanzen: 50 % der Nachkommen.
  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. Zwergpflanzen: 50 % der Nachkommen.
Ergebnis:
50 %

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 Mais zeigt sich gelbe Körner dominant gegenüber weiße Körner. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen AA und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat gelbe Körner?
    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. gelbe Körner: 100 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    100 %
  2. ●11
    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 1 mit aa.
    3. hohe Pflanzen: 75 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    75 %
  3. ★12
    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 Zwergpflanzen?
    Lösung zeigen
    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. Zwergpflanzen: 25 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    25 %

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

Wunderblumen: Rosa (RW) mal rosa (RW). Welcher Anteil ist weiß? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. RW mal RW ergibt RR, RW, RW und WW.
  2. WW ist weiß.
  1. RW mal RW ergibt RR, RW, RW und WW.
  2. WW ist weiß.
Ergebnis:
ein Viertel

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
    Was kennzeichnet einen intermediären Erbgang? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Rosa aus Rot und Weiß ist ein Beispiel.
    Lösung zeigen
    1. Rosa aus Rot und Weiß ist ein Beispiel.
    2. In der F2 treten alle drei Farben wieder auf.
    Ergebnis:
    Heterozygote zeigen ein Merkmal zwischen den Eltern, die Allele bleiben unverändert.
  2. ●14
    Welche Blutgruppen können Kinder haben, wenn ein Elternteil A0 und das andere B0 ist? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen: A oder 0 und B oder 0.
    2. Kombinationen: AB, A0, B0, 00.
    Ergebnis:
    A, B, AB und 0
  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

Zwei Träger einer rezessiven Krankheit bekommen Kinder. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit für ein krankes Kind? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Aa mal Aa: 25 Prozent aa.
  2. Das gilt für jedes Kind neu.
  1. Aa mal Aa: 25 Prozent aa.
  2. Das gilt für jedes Kind neu.
Ergebnis:
25 Prozent

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.

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Wie hoch ist das Risiko, dass das Kind einer Trägerin (Aa) und eines gesunden Mannes (AA) erkrankt? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    AA gibt nur A.
    Lösung zeigen
    1. AA gibt nur A.
    2. Das Kind kann höchstens Träger sein.
    Ergebnis:
    0 Prozent
  2. ●17
    Wer ist eine Trägerin einer rezessiven Krankheit? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Träger sind heterozygot.
    2. Sie zeigen die Krankheit nicht.
    Ergebnis:
    eine gesunde Frau mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  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

Eine Mutation ändert ein Triplett so, dass dieselbe Aminosäure entsteht. Was folgt für das Protein? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Der Code ist redundant.
  2. Mehrere Tripletts können dieselbe Aminosäure kodieren.
  1. Der Code ist redundant.
  2. Mehrere Tripletts können dieselbe Aminosäure kodieren.
Ergebnis:
Das Protein bleibt gleich.

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
    Wie heißt die Abschrift eines Gens, die zum Ribosom wandert? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die DNA bleibt im Zellkern.
    Lösung zeigen
    1. Die DNA bleibt im Zellkern.
    2. Die mRNA trägt die Information zum Ribosom.
    Ergebnis:
    mRNA
  2. ●20
    Wo wird die Information der DNA in ein Protein übersetzt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die DNA bleibt im Kern.
    2. Eine Kopie als Boten-RNA wandert zu den Ribosomen.
    Ergebnis:
    an den Ribosomen im Cytoplasma
  3. ★21
    Zwei eineiige Zwillinge haben dieselben Gene, aber unterschiedliches Gewicht. Was erklärt das? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Gene geben Veranlagung.
    2. Wie sie wirkt, hängt von der Umwelt ab.
    Ergebnis:
    Umwelt, Ernährung und Lebensweise wirken zusätzlich zu den Genen.

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 ist bei einer Bewertung wichtig, nachdem Sachaussagen gesammelt wurden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Fakten sagen nicht, was gut ist.
  2. Werte müssen benannt werden.
  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.

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 bedeutet es, dass ein Gentest nur eine Wahrscheinlichkeit angibt? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Viele Krankheiten hängen von mehreren Genen und der Umwelt ab.
    Lösung zeigen
    1. Viele Krankheiten hängen von mehreren Genen und der Umwelt ab.
    2. Das Risiko wird nur verändert.
    Ergebnis:
    Das Ergebnis ist keine sichere Vorhersage der Erkrankung.
  2. ●23
    Welche Aussage ist ein Werturteil? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein Werturteil sagt, was sein soll.
    2. Die anderen Sätze beschreiben, was ist.
    Ergebnis:
    Gentests sollten allen frei zugänglich sein.
  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
    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
    Was geschieht bei der Befruchtung? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Jede Keimzelle bringt n Chromosomen mit.
    2. n plus n ergibt 2n.
    Ergebnis:
    Eizelle und Spermium verschmelzen, die Zygote hat wieder den vollen Satz.
  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 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 1 mit aa.
    3. schwarzes Fell: 75 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    75 %
  4. ●28
    Rosa Wunderblumen werden untereinander gekreuzt. Welche Farben treten bei den Nachkommen auf? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. RW mal RW ergibt RR, RW, RW und WW.
    2. Die Allele haben sich nicht vermischt.
    Ergebnis:
    rot, rosa und weiß im Verhältnis 1 : 2 : 1
  5. ●29
    Warum kann man mit einem Stammbaum einen Erbgang nicht immer eindeutig bestimmen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Wenige Personen geben wenig Information.
    2. Man prüft, welche Erbgänge ausgeschlossen sind.
    Ergebnis:
    Bei kleinen Familien passen oft mehrere Erbgänge zu den Beobachtungen.
  6. ●30
    Sind alle Mutationen schädlich? Begründe die Wahl.
    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.

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.

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.

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 Form hat die DNA? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    eine Doppelhelix aus zwei verdrillten Strängen

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

    32
    Welche Teilung bildet Spermien und Eizellen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    die Meiose

  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 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
    Ergebnis:
    75 %

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

    35
    Kann ein Kind mit Blutgruppe 0 Eltern mit den Blutgruppen A und B haben? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Ja, wenn beide Eltern das Allel 0 tragen.

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

    36
    Ein Stammbaum zeigt: Jede erkrankte Person hat mindestens ein erkranktes Elternteil. Welcher Erbgang ist wahrscheinlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    dominant

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

    37
    Was legt die Basenfolge eines Gens fest? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    die Reihenfolge der Aminosäuren im Protein

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

    38
    Wieso sind Fragen wie „Soll man Embryonen auf Erbkrankheiten testen?“ nicht allein mit Biologie zu beantworten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie enthalten Wertentscheidungen, für die man Argumente und Werte abwägt.

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. Thymin
  2. ein Träger der DNA, der aus DNA und Eiweißen besteht und viele Gene enthält
  3. etwa zwei Meter
  4. Sonst würde sich der Satz bei jeder Befruchtung verdoppeln.
  5. 16
  6. die Mitose, denn es entstehen erbgleiche Körperzellen
  7. Stücke zwischen den beiden Chromosomen eines Paares
  8. Bei der Meiose werden die Chromosomen zufällig verteilt und Stücke getauscht, jede Keimzelle ist anders.
  9. 2⁴, also 16
  10. 100 %
  11. 75 %
  12. 25 %
  13. Heterozygote zeigen ein Merkmal zwischen den Eltern, die Allele bleiben unverändert.
  14. A, B, AB und 0
  15. rosa, weil der Erbgang intermediär ist
  16. 0 Prozent
  17. eine gesunde Frau mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  18. Jungen haben nur ein X und kein zweites Allel, das das Krankheitsallel überdecken könnte.
  19. mRNA
  20. an den Ribosomen im Cytoplasma
  21. Umwelt, Ernährung und Lebensweise wirken zusätzlich zu den Genen.
  22. Das Ergebnis ist keine sichere Vorhersage der Erkrankung.
  23. Gentests sollten allen frei zugänglich sein.
  24. Gene legen Veranlagungen fest, Umwelt und Zufall beeinflussen, was sich zeigt.
  25. eines von der Mutter und eines vom Vater
  26. Eizelle und Spermium verschmelzen, die Zygote hat wieder den vollen Satz.
  27. 75 %
  28. rot, rosa und weiß im Verhältnis 1 : 2 : 1
  29. Bei kleinen Familien passen oft mehrere Erbgänge zu den Beobachtungen.
  30. Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.
  31. eine Doppelhelix aus zwei verdrillten Strängen
  32. die Meiose
  33. Sie stellt den vollen Satz von 46 Chromosomen wieder her.
  34. 75 %
  35. Ja, wenn beide Eltern das Allel 0 tragen.
  36. dominant
  37. die Reihenfolge der Aminosäuren im Protein
  38. Sie enthalten Wertentscheidungen, für die man Argumente und Werte abwägt.