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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
    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
    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
    Zwei Personen haben beide die Allele A und a. Warum können sie trotzdem unterschiedliche Merkmale zeigen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Gleicher Genotyp heißt nicht immer gleicher Phänotyp.
    2. Umwelt und andere Gene wirken mit.
    Ergebnis:
    Der Phänotyp hängt von der Dominanz der Allele ab und kann von der Umwelt beeinflusst werden.

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
    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
    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
    Bei der Anaphase der Mitose werden die Chromatiden getrennt. Wie viele Chromosomen enthält die ganze Zelle dann kurzzeitig? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Vor der Trennung: 46 Chromosomen mit je 2 Chromatiden.
    2. Nach der Trennung: 92 Chromosomen mit je 1 Chromatide.
    Ergebnis:
    92, weil jede Chromatide ein eigenes Chromosom ist

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
    Wie ist das Geschlecht eines Kindes festgelegt, wenn ein Spermium mit Y-Chromosom die Eizelle befruchtet? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    XY ergibt männlich.
    Lösung zeigen
    1. XY ergibt männlich.
    2. Das Y kommt vom Vater.
    Ergebnis:
    Das Kind ist ein Junge (XY).
  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 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?
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. grüne Samen: 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. grüne Samen: 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 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?
    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. normale Flügel: 75 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    75 %
  2. ●11
    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
    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. runzelige Samen: 25 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    25 %
  3. ★12
    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?
    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. Stummelflügel: 100 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    100 %

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

Zwei Heterozygote (Aa) mit dominantem A werden gekreuzt. Wie viele Nachkommen zeigen im Mittel das dominante Merkmal? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Das Kreuzungsquadrat hat vier Felder.
  2. AA, Aa und Aa zeigen A.
  1. Das Kreuzungsquadrat hat vier Felder.
  2. AA, Aa und Aa zeigen A.
Ergebnis:
75 Prozent

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 bedeutet es, wenn ein Merkmal dominant ist? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Dominant beschreibt das Verhältnis der Allele.
    Lösung zeigen
    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.
  2. ●14
    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
  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

Warum kann man mit einem Stammbaum einen Erbgang nicht immer eindeutig bestimmen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Wenige Personen geben wenig Information.
  2. Man prüft, welche Erbgänge ausgeschlossen sind.
  1. Wenige Personen geben wenig Information.
  2. Man prüft, welche Erbgänge ausgeschlossen sind.
Ergebnis:
Bei kleinen Familien passen oft mehrere Erbgänge zu den Beobachtungen.

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

Wie viele Basen kodieren eine Aminosäure? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Der genetische Code arbeitet in Dreiergruppen.
  2. Jedes Triplett steht für eine Aminosäure.
  1. Der genetische Code arbeitet in Dreiergruppen.
  2. Jedes Triplett steht für eine Aminosäure.
Ergebnis:
drei, ein Basentriplett

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
    Woraus bestehen Proteine? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Aminosäuren werden zu Ketten verknüpft.
    Lösung zeigen
    1. Aminosäuren werden zu Ketten verknüpft.
    2. Die Kette faltet sich zum Protein.
    Ergebnis:
    aus Aminosäuren
  2. ●20
    Bei der Sichelzellanämie ist eine Base im Gen für das Hämoglobin verändert. Was folgt? Begründe die Wahl.
    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.
  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

Welche Aussage ist ein Werturteil? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Ein Werturteil sagt, was sein soll oder gut ist.
  2. Eine Sachaussage lässt sich prüfen.
  1. Ein Werturteil sagt, was sein soll oder gut ist.
  2. Eine Sachaussage lässt sich prüfen.
Ergebnis:
Gentechnik an Pflanzen ist unverantwortlich.

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 kann ein Gentest über das Risiko für eine Krankheit aussagen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Meist erhöht ein Allel nur das Risiko.
    Lösung zeigen
    1. Meist erhöht ein Allel nur das Risiko.
    2. Umwelt und Lebensweise spielen mit.
    Ergebnis:
    Er zeigt, welche Allele vorliegen, und damit eine Wahrscheinlichkeit.
  2. ●23
    Was ist bei einer Bewertung wichtig, nachdem Sachaussagen gesammelt wurden? Begründe die Wahl.
    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.
  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 menschliche Körperzelle hat 46 Chromosomen. Wie viele hat jede Tochterzelle nach der Mitose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Mitose erhält den Satz.
    2. Beide Tochterzellen haben 46.
    Ergebnis:
    46
  3. ●27
    Was tauschen Chromosomen beim Crossing-over aus? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Crossing-over findet in der Meiose statt.
    2. Es mischt Allele neu.
    Ergebnis:
    Stücke zwischen den beiden Chromosomen eines Paares
  4. ●28
    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?
    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. gelbe Körner: 75 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    75 %
  5. ●29
    Was kennzeichnet einen intermediären Erbgang? Begründe die Wahl.
    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.
  6. ●30
    Was sind Träger einer rezessiven Krankheit? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Träger zeigen nichts.
    2. Sie können das Allel weitergeben.
    Ergebnis:
    gesunde Personen mit einem gesunden und einem Krankheitsallel

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
    Aus welchen Bausteinen besteht die DNA? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    aus vier Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin

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

    32
    Was entsteht bei der Mitose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    zwei erbgleiche Körperzellen mit dem vollen Chromosomensatz

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

    33
    Eine Eizelle und ein Spermium bringen je 23 Chromosomen mit. Wie viele hat die befruchtete Eizelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    46

  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
    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
    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
    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
    Bei welcher Krankheit ist ein positiver Gentest eine sichere Vorhersage? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    bei der Huntington-Krankheit, die mit hoher Sicherheit ausbricht, wenn das Allel vorliegt

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. ein Träger der DNA, der aus DNA und Eiweißen besteht und viele Gene enthält
  3. Der Phänotyp hängt von der Dominanz der Allele ab und kann von der Umwelt beeinflusst werden.
  4. 23
  5. vier
  6. 92, weil jede Chromatide ein eigenes Chromosom ist
  7. Das Kind ist ein Junge (XY).
  8. 2²³, also etwa 8,4 Millionen
  9. 2⁴, also 16
  10. 75 %
  11. 25 %
  12. 100 %
  13. Es zeigt sich schon, wenn nur ein Allel dafür vorhanden ist.
  14. rosa, weil der Erbgang intermediär ist
  15. 100
  16. 25 Prozent
  17. 50 Prozent
  18. die Hälfte
  19. aus Aminosäuren
  20. Eine Aminosäure ändert sich, das Hämoglobin verformt die roten Blutzellen.
  21. Alle folgenden Tripletts verschieben sich, die Aminosäurefolge ändert sich ab dieser Stelle.
  22. Er zeigt, welche Allele vorliegen, und damit eine Wahrscheinlichkeit.
  23. Die Werte benennen, nach denen man abwägt, zum Beispiel Gesundheit und Umwelt.
  24. Wie stark verändert sich der Ertrag im Vergleich zu normalem Mais?
  25. eines von der Mutter und eines vom Vater
  26. 46
  27. Stücke zwischen den beiden Chromosomen eines Paares
  28. 75 %
  29. Heterozygote zeigen ein Merkmal zwischen den Eltern, die Allele bleiben unverändert.
  30. gesunde Personen mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  31. aus vier Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin
  32. zwei erbgleiche Körperzellen mit dem vollen Chromosomensatz
  33. 46
  34. 100 %
  35. rosa, weil der Erbgang intermediär ist
  36. rezessiv
  37. durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe
  38. bei der Huntington-Krankheit, die mit hoher Sicherheit ausbricht, wenn das Allel vorliegt