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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

Aus welchen Bausteinen besteht die DNA? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die Basen paaren sich: A mit T, G mit C.
  2. Aminosäuren bauen Proteine auf, nicht die DNA.
  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

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
    Was ist ein Gen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein Gen ist ein Stück DNA.
    2. Es enthält die Bauanleitung für ein Protein.
    Ergebnis:
    ein Abschnitt der DNA mit dem Bauplan für ein Protein
  3. ★3
    Wozu wird die DNA in der Zelle aufgewickelt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Zwei Meter in einem Kern von wenigen Mikrometern.
    2. Chromosomen entstehen durch Aufwickeln.
    Ergebnis:
    Sie passt so in den Zellkern und lässt sich bei der Zellteilung gut verteilen.

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

Eine Zelle der Fruchtfliege hat 8 Chromosomen. Wie viele Chromatiden hat sie in der Metaphase der Mitose? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. In der Metaphase hat jedes Chromosom zwei Chromatiden.
  2. 8 mal 2 sind 16.
  1. In der Metaphase hat jedes Chromosom zwei Chromatiden.
  2. 8 mal 2 sind 16.
Ergebnis:
16

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
    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

Was bedeutet Crossing-over? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Das passiert in der ersten Reifeteilung.
  2. Es entstehen neue Allelkombinationen.
  1. Das passiert in der ersten Reifeteilung.
  2. Es entstehen neue Allelkombinationen.
Ergebnis:
Zwei Chromosomen eines Paares tauschen Stücke aus, bevor sie getrennt werden.

AchtungAlle Keimzellen eines Menschen sind gleich

So nicht
Geschwister haben dieselben Erbanlagen, weil sie dieselben Eltern haben.
So richtig
Jede Keimzelle erhält eine andere Auswahl und Mischung der Chromosomen. Geschwister (außer eineiigen Zwillingen) sind genetisch verschieden.

Die Meiose verteilt die Chromosomen zufällig und tauscht Stücke aus. Keine zwei Keimzellen sind gleich.

ÜbenJetzt du

  1. ○7
    Was tauschen Chromosomen beim Crossing-over aus? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Crossing-over findet in der Meiose statt.
    Lösung zeigen
    1. Crossing-over findet in der Meiose statt.
    2. Es mischt Allele neu.
    Ergebnis:
    Stücke zwischen den beiden Chromosomen eines Paares
  2. ●8
    Was ist die Aufgabe der Befruchtung für die Chromosomenzahl? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Zwei Keimzellen mit je 23 verschmelzen.
    2. Die Zygote hat 46.
    Ergebnis:
    Sie stellt den vollen Satz von 46 Chromosomen wieder her.
  3. ★9
    Ein Mädchen und sein Bruder haben dieselben Eltern. Beide haben 46 Chromosomen. Wie kann ein Teil der Allele im Mädchen aus der Großmutter väterlicherseits stammen, ein anderer Teil aus dem Großvater? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. In der Meiose werden Chromosomen und Stücke gemischt.
    2. So stammen Teile aus beiden Großeltern.
    Ergebnis:
    Der Vater bildet Keimzellen, in denen mütterliche und väterliche Chromosomenstücke gemischt sind.

4Ich kann die Mendelschen Regeln anwenden und Kreuzungen mit dem Kreuzungsquadrat berechnen.

EntdeckenFrage

Wie genau stimmten Mendels Zahlen?

Was meinst du? Schreib deine Vermutung auf, bevor du weiterliest.

Auflösung

Mendel zählte bei der Form der Erbsensamen 5474 runde und 1850 runzelige Samen. Das Verhältnis ist 2,96 zu 1, also sehr nahe an 3 zu 1. Er schloss daraus auf Erbfaktoren, die sich nicht mischen.

MerkenMendelsche Regeln

Dominante Allele setzen sich gegen rezessive durch.

Aus Aa mal Aa entstehen im Mittel 25 Prozent AA, 50 Prozent Aa und 25 Prozent aa, also 75 Prozent mit dem dominanten Merkmal.

BeispielKreuzungen nach Mendel berechnen

Bei Erbsen zeigt sich hohe Pflanzen dominant gegenüber Zwergpflanzen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen Aa und Aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat Zwergpflanzen?
Schritt für Schritt
  1. Keimzellen von Aa: A und a. Keimzellen von Aa: A und a.
  2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 1 mit aa.
  3. Zwergpflanzen: 25 % der Nachkommen.
  1. Keimzellen von Aa: A und a. Keimzellen von Aa: A und a.
  2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 1 mit aa.
  3. Zwergpflanzen: 25 % der Nachkommen.
Ergebnis:
25 %

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 runzelige 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. runzelige Samen: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  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 Erbsen zeigt sich gelbe Samen dominant gegenüber grüne Samen. Zwei Pflanzen oder Tiere mit dem Genotyp Aa werden gekreuzt. Wie wahrscheinlich ist es, dass zwei Nachkommen nacheinander beide grüne Samen 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 Kodominanz? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Bei Blutgruppe AB sind A und B nebeneinander nachweisbar.
  2. Es ist kein Mischmerkmal.
  1. Bei Blutgruppe AB sind A und B nebeneinander nachweisbar.
  2. Es ist kein Mischmerkmal.
Ergebnis:
Beide Allele zeigen sich gleichzeitig im Phänotyp.

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
    Welche Blutgruppe haben Kinder, wenn ein Elternteil AA und das andere BB hat? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    AA gibt nur A.
    Lösung zeigen
    1. AA gibt nur A.
    2. BB gibt nur B.
    3. A und B sind kodominant.
    Ergebnis:
    alle AB
  2. ●14
    Welche Genotypen führen zur Blutgruppe A? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. A ist dominant über 0.
    2. Mit A0 zeigt sich A, aber 0 bleibt als Allel.
    Ergebnis:
    AA und A0
  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

Was sind Träger einer rezessiven Krankheit? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Träger zeigen nichts.
  2. Sie können das Allel weitergeben.
  1. Träger zeigen nichts.
  2. Sie können das Allel weitergeben.
Ergebnis:
gesunde Personen mit einem gesunden und einem Krankheitsallel

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
    Eltern sind gesund, ihre Tochter ist krank. Welche Aussage über den Erbgang stimmt? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Ein dominantes Allel würde sich zeigen.
    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.
  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
    Die Krankheit Mukoviszidose ist rezessiv. Eine Person ist gesund, ihr Bruder erkrankt. Mit welcher Wahrscheinlichkeit ist die Person Trägerin oder Träger? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Eltern sind Aa mal Aa.
    2. Gesunde Kinder: AA oder Aa im Verhältnis 1 : 2.
    3. Zwei von drei gesunden Kindern sind Träger.
    Ergebnis:
    zwei Drittel

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

Was ist eine Mutation? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Mutationen sind meist zufällig.
  2. Sie können Folgen haben, müssen es aber nicht.
  1. Mutationen sind meist zufällig.
  2. Sie können Folgen haben, müssen es aber nicht.
Ergebnis:
eine Veränderung der Basenfolge der DNA

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.

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
    Sind alle Mutationen schädlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Wirkung hängt vom Protein und von der Umwelt ab.
    2. Manche Mutationen sind der Anfang neuer Merkmale.
    Ergebnis:
    Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.
  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

Was verändert die Gentechnik an Pflanzen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Gentechnik greift in das Erbgut ein.
  2. Ob das nützlich oder riskant ist, muss man bewerten.
  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.

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. ○22
    Warum ist es sinnvoll, bei der Bewertung von Gentechnik Chancen und Risiken getrennt zu sammeln? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Eine Bewertung braucht Argumente beider Seiten.
    Lösung zeigen
    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.
  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
    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
  2. ●26
    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. ●27
    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 1 mit aa.
    3. normale Flügel: 75 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    75 %
  4. ●28
    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.
  5. ●29
    Was legt die Basenfolge eines Gens fest? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Drei Basen codieren eine Aminosäure.
    2. Die Folge der Aminosäuren ergibt das Protein.
    Ergebnis:
    die Reihenfolge der Aminosäuren im Protein
  6. ●30
    Welche Aussage ist ein Werturteil? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein Werturteil sagt, was sein soll.
    2. Die anderen Sätze beschreiben, was ist.
    Ergebnis:
    Gentests sollten allen frei zugänglich sein.

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.

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.

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
    Eine Körperzelle der Erbse hat 14 Chromosomen. Wie viele Chromosomen hat eine Pollenzelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    7

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

    33
    Wie ist das Geschlecht eines Kindes festgelegt, wenn ein Spermium mit Y-Chromosom die Eizelle befruchtet? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Das Kind ist ein Junge (XY).

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

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

    36
    Wer ist eine Trägerin einer rezessiven Krankheit? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    eine gesunde Frau mit einem gesunden und einem Krankheitsallel

  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. ein Träger der DNA, der aus DNA und Eiweißen besteht und viele Gene enthält
  2. ein Abschnitt der DNA mit dem Bauplan für ein Protein
  3. Sie passt so in den Zellkern und lässt sich bei der Zellteilung gut verteilen.
  4. 23
  5. nach der Verdopplung der DNA vor der Teilung
  6. 92, weil jede Chromatide ein eigenes Chromosom ist
  7. Stücke zwischen den beiden Chromosomen eines Paares
  8. Sie stellt den vollen Satz von 46 Chromosomen wieder her.
  9. Der Vater bildet Keimzellen, in denen mütterliche und väterliche Chromosomenstücke gemischt sind.
  10. 0 %
  11. 100 %
  12. 6,25 %
  13. alle AB
  14. AA und A0
  15. 100
  16. Er ist rezessiv, beide Eltern sind Träger.
  17. beide Aa, also Träger
  18. zwei Drittel
  19. durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe
  20. Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.
  21. Alle folgenden Tripletts verschieben sich, die Aminosäurefolge ändert sich ab dieser Stelle.
  22. So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.
  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. vier
  26. 46
  27. 75 %
  28. Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.
  29. die Reihenfolge der Aminosäuren im Protein
  30. Gentests sollten allen frei zugänglich sein.
  31. 46, also 23 Paare
  32. 7
  33. Das Kind ist ein Junge (XY).
  34. 100 %
  35. Ja, wenn beide Eltern das Allel 0 tragen.
  36. eine gesunde Frau mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  37. aus Aminosäuren
  38. Die Bakterien stellen dann menschliches Insulin her.