Zum Inhalt springen
Anmelden

Biologie · Klasse 9 und 10 · Kapitel

Andere ZahlenÜbenBasiswissenAlle 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
    Was ist ein Chromosom? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Chromosomen sind die Verpackung der DNA.
    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
  2. ●2
    Welche Base paart sich in der DNA mit Adenin? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Adenin und Thymin gehören zusammen.
    2. Guanin und Cytosin bilden das zweite Paar.
    Ergebnis:
    Thymin
  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 Zellen entstehen aus einer Zelle bei einer vollständigen Meiose? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die Meiose besteht aus zwei Teilungen.
  2. Aus einer Zelle werden vier.
  1. Die Meiose besteht aus zwei Teilungen.
  2. Aus einer Zelle werden vier.
Ergebnis:
vier

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
    Wie viele Chromosomen hat eine menschliche Körperzelle nach der Meiose in jeder Keimzelle? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die Meiose halbiert den Chromosomensatz.
    Lösung zeigen
    1. Die Meiose halbiert den Chromosomensatz.
    2. 46 geteilt durch 2 ergibt 23.
    Ergebnis:
    23
  2. ●5
    Wann entsteht ein Chromosom mit zwei Chromatiden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die DNA wird in der S-Phase verdoppelt.
    2. Dann hängen zwei identische Chromatiden am Centromer.
    Ergebnis:
    nach der Verdopplung der DNA vor der Teilung
  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
    Eine Eizelle und ein Spermium bringen je 23 Chromosomen mit. Wie viele hat die befruchtete Eizelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. 23 plus 23 sind 46.
    2. Die Zygote hat wieder den doppelten Satz.
    Ergebnis:
    46
  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 gelbe 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 0 mit aa.
  3. gelbe Samen: 100 % 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. gelbe Samen: 100 % der Nachkommen.
Ergebnis:
100 %

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 grüne 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 0 mit aa.
    3. grüne Samen: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  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 runde 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. runde Samen: 100 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    100 %
  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

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

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.

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
    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.
  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

Woran erkennt man im Stammbaum einen dominanten Erbgang? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Dominante Merkmale zeigen sich in jeder Generation.
  2. Sie werden nicht übersprungen.
  1. Dominante Merkmale zeigen sich in jeder Generation.
  2. Sie werden nicht übersprungen.
Ergebnis:
Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.

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. ○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
    Wie wird im Stammbaum eine erkrankte Frau gezeichnet? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Kreise sind Frauen.
    2. Quadrate sind Männer.
    3. Ausgefüllt heißt erkrankt.
    Ergebnis:
    als ausgefüllter Kreis
  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
    Wodurch können Mutationen entstehen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Mutationen sind zufällig.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen sind zufällig.
    2. UV-Strahlung ist ein bekannter Auslöser.
    Ergebnis:
    durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe
  2. ●20
    Warum schützt das Sichelzellallel in einfacher Kopie vor schwerer Malaria? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. In Malariagebieten haben Träger einen Vorteil.
    2. Zwei Kopien führen dagegen zur Krankheit.
    3. Das erklärt die Häufigkeit.
    Ergebnis:
    Die Blutzellen von Trägern sind für den Malaria-Erreger ungünstig, sie überleben besser.
  3. ★21
    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

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.
  2. Die anderen Sätze beschreiben, was ist.
  1. Ein Werturteil sagt, was sein soll.
  2. Die anderen Sätze beschreiben, was ist.
Ergebnis:
Gentests sollten allen frei zugänglich sein.

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
    Wer darf nach dem Gendiagnostikgesetz über einen genetischen Test entscheiden? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Das Gesetz schützt das Recht auf informationelle Selbstbestimmung.
    Lösung zeigen
    1. Das Gesetz schützt das Recht auf informationelle Selbstbestimmung.
    2. Arbeitgeber und Versicherer dürfen keine Tests verlangen.
    Ergebnis:
    die getestete Person selbst
  2. ●23
    Was tut ein Gentechniker, wenn er ein Insulin-Gen in Bakterien einbaut? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der genetische Code ist universell.
    2. Bakterien lesen das menschliche Gen.
    Ergebnis:
    Die Bakterien stellen dann menschliches Insulin her.
  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
    Aus welchen Bausteinen besteht die DNA? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Basen paaren sich: A mit T, G mit C.
    2. Aminosäuren bauen Proteine auf, nicht die DNA.
    Ergebnis:
    aus vier Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin
  2. ●26
    Was entsteht bei der Meiose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Meiose findet in Hoden und Eierstöcken statt.
    2. Sie halbiert den Chromosomensatz.
    Ergebnis:
    vier Keimzellen mit halbem Chromosomensatz
  3. ●27
    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.
  4. ●28
    Woraus bestehen Proteine? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Aminosäuren werden zu Ketten verknüpft.
    2. Die Kette faltet sich zum Protein.
    Ergebnis:
    aus Aminosäuren
  5. ●29
    Welche Aussage ist eine Sachaussage? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein Gesetz lässt sich nachlesen.
    2. Moral und Pflichten sind Wertungen.
    Ergebnis:
    Das Gendiagnostikgesetz schützt auch das Recht, ein Testergebnis nicht zu erfahren.
  6. ★30
    Was geschieht vor der Mitose in der S-Phase? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Erst wird die DNA kopiert.
    2. Danach hat jedes Chromosom zwei Chromatiden.
    3. Die Mitose verteilt sie.
    Ergebnis:
    Die DNA wird verdoppelt.

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.

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.

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 verhält sich ein Gen zu einem Chromosom? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Ein Chromosom enthält sehr viele Gene hintereinander.

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

    32
    Wie viele Zellen entstehen aus einer Zelle bei einer vollständigen Meiose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    vier

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

    33
    Wann bestimmt sich das Geschlecht eines Kindes? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    bei der Befruchtung, je nachdem ob ein X- oder Y-Spermium die Eizelle erreicht

  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:
    0 %

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

    35
    Wie oft tritt bei der Kreuzung Aa mal aa das rezessive Merkmal auf? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    bei der Hälfte der Nachkommen

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

    36
    Warum kann man mit einem Stammbaum einen Erbgang nicht immer eindeutig bestimmen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Bei kleinen Familien passen oft mehrere Erbgänge zu den Beobachtungen.

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

    37
    Sind alle Mutationen schädlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.

  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 Träger der DNA, der aus DNA und Eiweißen besteht und viele Gene enthält
  2. Thymin
  3. etwa zwei Meter
  4. 23
  5. nach der Verdopplung der DNA vor der Teilung
  6. 92, weil jede Chromatide ein eigenes Chromosom ist
  7. Das Kind ist ein Junge (XY).
  8. 46
  9. 2⁴, also 16
  10. 0 %
  11. 100 %
  12. 6,25 %
  13. Ja, wenn beide Eltern das Allel 0 tragen.
  14. Heterozygote zeigen ein Merkmal zwischen den Eltern, die Allele bleiben unverändert.
  15. A0 und B0
  16. 0 Prozent
  17. als ausgefüllter Kreis
  18. die Hälfte
  19. durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe
  20. Die Blutzellen von Trägern sind für den Malaria-Erreger ungünstig, sie überleben besser.
  21. eine Veränderung der Basenfolge der DNA
  22. die getestete Person selbst
  23. Die Bakterien stellen dann menschliches Insulin her.
  24. für die Entwicklung der Genschere CRISPR/Cas9, mit der sich Gene gezielt verändern lassen
  25. aus vier Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin
  26. vier Keimzellen mit halbem Chromosomensatz
  27. Bei kleinen Familien passen oft mehrere Erbgänge zu den Beobachtungen.
  28. aus Aminosäuren
  29. Das Gendiagnostikgesetz schützt auch das Recht, ein Testergebnis nicht zu erfahren.
  30. Die DNA wird verdoppelt.
  31. Ein Chromosom enthält sehr viele Gene hintereinander.
  32. vier
  33. bei der Befruchtung, je nachdem ob ein X- oder Y-Spermium die Eizelle erreicht
  34. 0 %
  35. bei der Hälfte der Nachkommen
  36. Bei kleinen Familien passen oft mehrere Erbgänge zu den Beobachtungen.
  37. Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.
  38. bei der Huntington-Krankheit, die mit hoher Sicherheit ausbricht, wenn das Allel vorliegt