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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 viele Chromosomen hat eine menschliche Körperzelle? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Der doppelte Satz heißt 2n = 46.
  2. Keimzellen haben nur 23.
  1. Der doppelte Satz heißt 2n = 46.
  2. Keimzellen haben nur 23.
Ergebnis:
46, also 23 Paare

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
    Aus welchen Bausteinen besteht die DNA? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die Basen paaren sich: A mit T, G mit C.
    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. ●2
    Was ist ein Allel? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Von jedem Gen gibt es oft mehrere Varianten.
    2. Jede Variante ist ein Allel.
    Ergebnis:
    eine Variante eines Gens
  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

Wann entsteht ein Chromosom mit zwei Chromatiden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die DNA wird in der S-Phase verdoppelt.
  2. Dann hängen zwei identische Chromatiden am Centromer.
  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

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
    Wozu dient die Mitose? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Körperzellen teilen sich durch Mitose.
    Lösung zeigen
    1. Körperzellen teilen sich durch Mitose.
    2. Keimzellen entstehen durch Meiose.
    Ergebnis:
    zu Wachstum, Erneuerung und Wundheilung
  2. ●5
    Eine Körperzelle der Erbse hat 14 Chromosomen. Wie viele Chromosomen hat eine Pollenzelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen haben den halben Satz.
    2. 14 geteilt durch 2 sind 7.
    Ergebnis:
    7
  3. ★6
    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

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

Wann bestimmt sich das Geschlecht eines Kindes? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Eizellen haben immer X.
  2. Spermien tragen X oder Y.
  1. Eizellen haben immer X.
  2. Spermien tragen X oder Y.
Ergebnis:
bei der Befruchtung, je nachdem ob ein X- oder Y-Spermium die Eizelle erreicht

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 geschieht bei der Befruchtung? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Jede Keimzelle bringt n Chromosomen mit.
    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.
  2. ●8
    Warum ähneln sich Geschwister, sind aber nicht gleich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Verteilung ist zufällig.
    2. Jedes Kind bekommt eine neue Mischung.
    Ergebnis:
    Sie erhalten von beiden Eltern je eine zufällige Auswahl der Chromosomen.
  3. ★9
    Warum sind Spermienzellen eines Mannes alle verschieden, obwohl sie aus derselben Zelle in den Hoden hervorgehen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Die Meiose verteilt Chromosomen zufällig und tauscht Stücke aus.

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 runde Samen dominant gegenüber runzelige Samen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen AA und Aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat runzelige 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. runzelige Samen: 0 % der Nachkommen.
  1. Keimzellen von AA: A und A. Keimzellen von Aa: A und a.
  2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 0 mit aa.
  3. runzelige Samen: 0 % der Nachkommen.
Ergebnis:
0 %

AchtungDominant als häufig oder besser gedacht

So nicht
Dominant heißt, dass das Merkmal häufiger oder stärker ist.
So richtig
Dominant heißt nur: Es zeigt sich im Phänotyp, wenn ein Allel vorhanden ist. Häufigkeit und Wert sagt das nicht.

Dominant ist eine Aussage über den Phänotyp bei Aa, nicht über Häufigkeit oder Güte.

ÜbenJetzt du

  1. ○10
    Bei 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 2 mit aa.
    3. normale Flügel: 50 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    50 %
  2. ●11
    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 0 mit aa.
    3. normale Flügel: 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

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
    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
    Welche Blutgruppen können Kinder haben, wenn beide Eltern Blutgruppe 0 haben? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. 0 ist rezessiv.
    2. Beide Eltern geben nur 0 weiter.
    Ergebnis:
    nur 0
  3. ★15
    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

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.

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
    Ein Kind ist erkrankt, beide Eltern sind gesund, ein Geschwister ist gesund. Welchen Genotyp haben die Eltern? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das kranke Kind ist aa und hat von beiden Eltern a.
    2. Die gesunden Eltern haben auch A.
    Ergebnis:
    beide Aa, also Träger
  3. ★18
    Eltern sind gesund, ihre Tochter ist krank. Welche Aussage über den Erbgang stimmt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein dominantes Allel würde sich zeigen.
    2. Beide Eltern geben ein rezessives Allel weiter.
    Ergebnis:
    Er ist rezessiv, beide Eltern sind Träger.

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 wirkt sich die Umwelt auf Gene aus? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Ernährung und Training verändern den Phänotyp.
  2. Die Gene bleiben gleich.
  1. Ernährung und Training verändern den Phänotyp.
  2. Die Gene bleiben gleich.
Ergebnis:
Sie beeinflusst, wie stark ein Merkmal ausgeprägt wird.

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
    Sind alle Mutationen schädlich? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Wirkung hängt vom Protein und von der Umwelt ab.
    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.
  2. ●20
    Was ist eine Mutation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen sind meist zufällig.
    2. Sie können Folgen haben, müssen es aber nicht.
    Ergebnis:
    eine Veränderung der Basenfolge der DNA
  3. ★21
    Was ist eine Punktmutation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Punktmutationen verändern eine Base.
    2. Manche ändern die Aminosäure, andere nicht.
    Ergebnis:
    der Austausch einer einzelnen Base in der DNA

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

Warum ist es sinnvoll, bei der Bewertung von Gentechnik Chancen und Risiken getrennt zu sammeln? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Eine Bewertung braucht Argumente beider Seiten.
  2. Die Gewichtung ist eine Wertung.
  1. Eine Bewertung braucht Argumente beider Seiten.
  2. Die Gewichtung ist eine Wertung.
Ergebnis:
So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.

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
    Welche Aussage über die Wirkung von Genen ist richtig? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Bei den meisten Merkmalen wirken Gene und Umwelt zusammen.
    2. Das zeigen Zwillingsstudien.
    Ergebnis:
    Gene legen Veranlagungen fest, Umwelt und Lebensweise wirken mit.
  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 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
  2. ●26
    Was entsteht bei der Mitose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mitose dient dem Wachstum und der Erneuerung.
    2. Tochterzellen gleichen der Mutterzelle.
    Ergebnis:
    zwei erbgleiche Körperzellen mit dem vollen Chromosomensatz
  3. ●27
    Was verändert die Gentechnik an Pflanzen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Gentechnik greift in das Erbgut ein.
    2. Ob das nützlich oder riskant ist, muss man bewerten.
    Ergebnis:
    Sie baut gezielt Gene ein, entfernt oder verändert sie.
  4. ★28
    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
  5. ★29
    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
  6. ★30
    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 braunes Fell?
    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. braunes Fell: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %

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
    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 Chromosomen hat eine menschliche Körperzelle nach der Meiose in jeder Keimzelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    23

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

    33
    Wie viele verschiedene Keimzellen kann ein Mensch allein durch die Verteilung der Chromosomen bilden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    mehr als 8 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 Stummelflügel?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    0 %

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

    35
    Zwei Heterozygote (Aa) mit dominantem A werden gekreuzt. Wie viele Nachkommen zeigen im Mittel das dominante Merkmal? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    75 Prozent

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

    36
    Woran erkennt man im Stammbaum einen dominanten Erbgang? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.

  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
    Was tut ein Gentechniker, wenn er ein Insulin-Gen in Bakterien einbaut? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Die Bakterien stellen dann menschliches Insulin her.

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. aus vier Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin
  2. eine Variante eines Gens
  3. Der Phänotyp hängt von der Dominanz der Allele ab und kann von der Umwelt beeinflusst werden.
  4. zu Wachstum, Erneuerung und Wundheilung
  5. 7
  6. vier
  7. Eizelle und Spermium verschmelzen, die Zygote hat wieder den vollen Satz.
  8. Sie erhalten von beiden Eltern je eine zufällige Auswahl der Chromosomen.
  9. Die Meiose verteilt Chromosomen zufällig und tauscht Stücke aus.
  10. 50 %
  11. 100 %
  12. 6,25 %
  13. Ja, wenn beide Eltern das Allel 0 tragen.
  14. nur 0
  15. A, B, AB und 0
  16. 25 Prozent
  17. beide Aa, also Träger
  18. Er ist rezessiv, beide Eltern sind Träger.
  19. Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.
  20. eine Veränderung der Basenfolge der DNA
  21. der Austausch einer einzelnen Base in der DNA
  22. die getestete Person selbst
  23. Gene legen Veranlagungen fest, Umwelt und Lebensweise wirken mit.
  24. für die Entwicklung der Genschere CRISPR/Cas9, mit der sich Gene gezielt verändern lassen
  25. ein Träger der DNA, der aus DNA und Eiweißen besteht und viele Gene enthält
  26. zwei erbgleiche Körperzellen mit dem vollen Chromosomensatz
  27. Sie baut gezielt Gene ein, entfernt oder verändert sie.
  28. die Mitose, denn es entstehen erbgleiche Körperzellen
  29. 2⁴, also 16
  30. 0 %
  31. Ein Chromosom enthält sehr viele Gene hintereinander.
  32. 23
  33. mehr als 8 Millionen
  34. 0 %
  35. 75 Prozent
  36. Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.
  37. aus Aminosäuren
  38. Die Bakterien stellen dann menschliches Insulin her.