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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 bedeutet homozygot? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Homo heißt gleich.
  2. AA und aa sind homozygot.
  1. Homo heißt gleich.
  2. AA und aa sind homozygot.
Ergebnis:
Beide Allele eines Gens sind gleich.

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
    Wie verhält sich ein Gen zu einem Chromosom? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Ein Chromosom ist groß, ein Gen ein kleiner Abschnitt.
    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.
  2. ●2
    Wo liegt die DNA einer menschlichen Körperzelle hauptsächlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Erbinformation steckt im Zellkern.
    2. Ein kleiner Teil liegt in den Mitochondrien.
    Ergebnis:
    im Zellkern, verpackt in Chromosomen
  3. ★3
    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

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 Meiose? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Meiose findet in Hoden und Eierstöcken statt.
  2. Sie halbiert den Chromosomensatz.
  1. Meiose findet in Hoden und Eierstöcken statt.
  2. Sie halbiert den Chromosomensatz.
Ergebnis:
vier Keimzellen mit halbem 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
    Eine menschliche Körperzelle hat 46 Chromosomen. Wie viele hat jede Keimzelle? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die Meiose halbiert den Satz.
    Lösung zeigen
    1. Die Meiose halbiert den Satz.
    2. n = 23.
    Ergebnis:
    23
  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

Warum ähneln sich Geschwister, sind aber nicht gleich? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die Verteilung ist zufällig.
  2. Jedes Kind bekommt eine neue Mischung.
  1. Die Verteilung ist zufällig.
  2. Jedes Kind bekommt eine neue Mischung.
Ergebnis:
Sie erhalten von beiden Eltern je eine zufällige Auswahl der Chromosomen.

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
    Was bedeutet Crossing-over? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Das passiert in der ersten Reifeteilung.
    Lösung zeigen
    1. Das passiert in der ersten Reifeteilung.
    2. Es entstehen neue Allelkombinationen.
    Ergebnis:
    Zwei Chromosomen eines Paares tauschen Stücke aus, bevor sie getrennt werden.
  2. ●8
    Wie ist das Geschlecht eines Kindes festgelegt, wenn ein Spermium mit Y-Chromosom die Eizelle befruchtet? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. XY ergibt männlich.
    2. Das Y kommt vom Vater.
    Ergebnis:
    Das Kind ist ein Junge (XY).
  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 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 weiße Körner?
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. weiße Körner: 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. weiße Körner: 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 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 runde 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 1 mit aa.
    3. runde Samen: 75 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    75 %
  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 Mais zeigt sich gelbe Körner dominant gegenüber weiße Körner. Zwei Pflanzen oder Tiere mit dem Genotyp Aa werden gekreuzt. Wie wahrscheinlich ist es, dass zwei Nachkommen nacheinander beide weiße Körner haben?
    Lösung zeigen
    1. Die Wahrscheinlichkeit für aa ist bei Aa mal Aa gleich 25 Prozent, also 1 : 4.
    2. Zwei unabhängige Nachkommen: 1 : 4 mal 1 : 4 = 1 : 16.
    3. 1 : 16 sind 6,25 Prozent.
    Ergebnis:
    6,25 %

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

Welche Blutgruppen können Kinder haben, wenn ein Elternteil A0 und das andere B0 ist? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Keimzellen: A oder 0 und B oder 0.
  2. Kombinationen: AB, A0, B0, 00.
  1. Keimzellen: A oder 0 und B oder 0.
  2. Kombinationen: AB, A0, B0, 00.
Ergebnis:
A, B, AB und 0

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
    Rosa Wunderblumen werden untereinander gekreuzt. Welche Farben treten bei den Nachkommen auf? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    RW mal RW ergibt RR, RW, RW und WW.
    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
  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
    Eine Frau mit Blutgruppe A und ein Mann mit Blutgruppe B haben ein Kind mit Blutgruppe 0. Welche Genotypen haben die Eltern? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das Kind ist 00 und hat von jedem Elternteil 0 bekommen.
    2. Beide Eltern tragen daher 0.
    Ergebnis:
    A0 und B0

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

Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Kind zweier Träger ein Träger ist? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Das Kreuzungsquadrat zeigt AA, Aa, Aa und aa.
  2. Zwei von vier sind Aa.
  1. Das Kreuzungsquadrat zeigt AA, Aa, Aa und aa.
  2. Zwei von vier sind Aa.
Ergebnis:
50 Prozent

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
    Was sind Träger einer rezessiven Krankheit? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Träger zeigen nichts.
    Lösung zeigen
    1. Träger zeigen nichts.
    2. Sie können das Allel weitergeben.
    Ergebnis:
    gesunde Personen mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  2. ●17
    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.
  3. ★18
    Wie wahrscheinlich ist es, dass ein Kind zweier Träger weder krank noch Träger ist? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Aa mal Aa: 25 Prozent AA.
    2. AA ist gesund und trägt das Allel nicht.
    Ergebnis:
    25 Prozent

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

Bei der Sichelzellanämie ist eine Base im Gen für das Hämoglobin verändert. Was folgt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Aus Glutaminsäure wird Valin.
  2. Das Protein faltet sich anders.
  3. Die Zellen werden sichelförmig.
  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.

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
    Was ist eine Mutation? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Mutationen sind meist zufällig.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen sind meist zufällig.
    2. Sie können Folgen haben, müssen es aber nicht.
    Ergebnis:
    eine Veränderung der Basenfolge der DNA
  2. ●20
    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
  3. ★21
    Eine Mutation ändert ein Triplett so, dass dieselbe Aminosäure entsteht. Was folgt für das Protein? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der Code ist redundant.
    2. Mehrere Tripletts können dieselbe Aminosäure kodieren.
    Ergebnis:
    Das Protein bleibt gleich.

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

Wieso sind Fragen wie „Soll man Embryonen auf Erbkrankheiten testen?“ nicht allein mit Biologie zu beantworten? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Biologie sagt, was möglich ist.
  2. Ethik fragt, was man tun soll.
  1. Biologie sagt, was möglich ist.
  2. Ethik fragt, was man tun soll.
Ergebnis:
Sie enthalten Wertentscheidungen, für die man Argumente und Werte abwägt.

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
    Welche Aussage ist eine Sachaussage? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Ein Gesetz lässt sich nachlesen.
    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.
  2. ●23
    Was bedeutet es, dass ein Gentest nur eine Wahrscheinlichkeit angibt? Begründe die Wahl.
    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.
  3. ★24
    Wofür erhielten Charpentier und Doudna 2020 den Nobelpreis? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Genschere schneidet DNA an einer gewählten Stelle.
    2. Was man damit tun darf, ist eine gesellschaftliche Frage.
    Ergebnis:
    für die Entwicklung der Genschere CRISPR/Cas9, mit der sich Gene gezielt verändern lassen

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Was bedeutet heterozygot? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Hetero heißt verschieden.
    2. Aa ist heterozygot.
    Ergebnis:
    Die beiden Allele eines Gens sind verschieden.
  2. ●26
    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. ●27
    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.
  4. ●28
    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 normale Flügel?
    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. normale Flügel: 50 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    50 %
  5. ●29
    Wie oft tritt bei der Kreuzung Aa mal aa das rezessive Merkmal auf? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Aa liefert A und a.
    2. aa liefert nur a.
    3. Entstehen Aa und aa.
    Ergebnis:
    bei der Hälfte der Nachkommen
  6. ●30
    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.

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.

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
    Wie viele Chromosomen hat eine menschliche Körperzelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    46, also 23 Paare

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

    32
    Warum muss die Meiose die Chromosomenzahl halbieren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sonst würde sich der Satz bei jeder Befruchtung verdoppeln.

  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 Fruchtfliegen zeigt sich normale Flügel dominant gegenüber Stummelflügel. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen AA und Aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat normale Flügel?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    100 %

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

    35
    Welche Genotypen führen zur Blutgruppe A? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    AA und A0

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

    36
    Gesunde Eltern haben ein krankes Kind. Welcher Erbgang liegt vor? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    rezessiv

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

    37
    Woraus bestehen Proteine? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    aus Aminosäuren

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

    38
    Welche Aussage über die Wirkung von Genen ist richtig? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Gene legen Veranlagungen fest, Umwelt und Lebensweise wirken mit.

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. Ein Chromosom enthält sehr viele Gene hintereinander.
  2. im Zellkern, verpackt in Chromosomen
  3. ein Träger der DNA, der aus DNA und Eiweißen besteht und viele Gene enthält
  4. 23
  5. 16
  6. die Mitose, denn es entstehen erbgleiche Körperzellen
  7. Zwei Chromosomen eines Paares tauschen Stücke aus, bevor sie getrennt werden.
  8. Das Kind ist ein Junge (XY).
  9. Durch den Austausch von Stücken entstehen zusätzlich neue Kombinationen innerhalb der Chromosomen.
  10. 75 %
  11. 0 %
  12. 6,25 %
  13. rot, rosa und weiß im Verhältnis 1 : 2 : 1
  14. ein Viertel
  15. A0 und B0
  16. gesunde Personen mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  17. Bei kleinen Familien passen oft mehrere Erbgänge zu den Beobachtungen.
  18. 25 Prozent
  19. eine Veränderung der Basenfolge der DNA
  20. durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe
  21. Das Protein bleibt gleich.
  22. Das Gendiagnostikgesetz schützt auch das Recht, ein Testergebnis nicht zu erfahren.
  23. Das Ergebnis ist keine sichere Vorhersage der Erkrankung.
  24. für die Entwicklung der Genschere CRISPR/Cas9, mit der sich Gene gezielt verändern lassen
  25. Die beiden Allele eines Gens sind verschieden.
  26. 23
  27. Eizelle und Spermium verschmelzen, die Zygote hat wieder den vollen Satz.
  28. 50 %
  29. bei der Hälfte der Nachkommen
  30. Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.
  31. 46, also 23 Paare
  32. Sonst würde sich der Satz bei jeder Befruchtung verdoppeln.
  33. 2²³, also etwa 8,4 Millionen
  34. 100 %
  35. AA und A0
  36. rezessiv
  37. aus Aminosäuren
  38. Gene legen Veranlagungen fest, Umwelt und Lebensweise wirken mit.