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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

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

AchtungGen und Chromosom gleichgesetzt

So nicht
Ein Gen ist ein Chromosom.
So richtig
Ein Chromosom enthält sehr viele Gene. Ein Gen ist ein Abschnitt der DNA mit dem Bauplan für ein Protein.

Die Ebenen sind verschachtelt: Base, Gen, DNA, Chromosom, Zelle. Ein Gen ist viel kleiner als ein Chromosom.

ÜbenJetzt du

  1. ○1
    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
    Wie verhält sich ein Gen zu einem Chromosom? Begründe die Wahl.
    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.
  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

Welche Teilung bildet Spermien und Eizellen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Keimzellen haben einen halben Satz.
  2. Das leistet die Meiose.
  1. Keimzellen haben einen halben Satz.
  2. Das leistet die Meiose.
Ergebnis:
die Meiose

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
    Warum muss die Meiose die Chromosomenzahl halbieren? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Eizelle und Spermium bringen je n mit.
    2. Bei der Befruchtung entsteht wieder 2n.
    Ergebnis:
    Sonst würde sich der Satz bei jeder Befruchtung verdoppeln.
  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

Welches Geschlechtschromosom trägt jede Eizelle? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Frauen haben zwei X-Chromosomen.
  2. Jede Eizelle erhält eines davon.
  1. Frauen haben zwei X-Chromosomen.
  2. Jede Eizelle erhält eines davon.
Ergebnis:
ein X-Chromosom

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 viele verschiedene Keimzellen kann ein Mensch allein durch die Verteilung der Chromosomen bilden? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Für jedes der 23 Paare gibt es zwei Möglichkeiten.
    Lösung zeigen
    1. Für jedes der 23 Paare gibt es zwei Möglichkeiten.
    2. 2 hoch 23 sind über 8 Millionen.
    Ergebnis:
    mehr als 8 Millionen
  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 runde Samen dominant gegenüber runzelige Samen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen Aa und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat runde 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. runde 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. runde 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 Stummelflügel?
    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. Stummelflügel: 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 2 mit aa.
    3. normale Flügel: 50 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    50 %
  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

Welche Blutgruppe haben Kinder, wenn ein Elternteil AA und das andere BB hat? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. AA gibt nur A.
  2. BB gibt nur B.
  3. A und B sind kodominant.
  1. AA gibt nur A.
  2. BB gibt nur B.
  3. A und B sind kodominant.
Ergebnis:
alle AB

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
    Zwei Heterozygote (Aa) mit dominantem A werden gekreuzt. Wie viele Nachkommen zeigen im Mittel das dominante Merkmal? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Das Kreuzungsquadrat hat vier Felder.
    Lösung zeigen
    1. Das Kreuzungsquadrat hat vier Felder.
    2. AA, Aa und Aa zeigen A.
    Ergebnis:
    75 Prozent
  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
    Warum beweist die Blutgruppe allein keine Vaterschaft? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Blutgruppen sind häufig.
    2. Sie können eine Vaterschaft nur ausschließen.
    Ergebnis:
    Mehrere Männer können dieselbe Blutgruppe haben und dieselben Allele weitergeben.

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

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

AchtungErbgang aus dem Stammbaum falsch abgeleitet

So nicht
Zwei gesunde Eltern haben ein krankes Kind, also ist die Krankheit dominant.
So richtig
Bei einem dominanten Erbgang wäre ein Elternteil krank. Gesunde Eltern mit krankem Kind weisen auf einen rezessiven Erbgang.

Suche zuerst gesunde Eltern mit krankem Kind. Das zeigt sofort: rezessiv.

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Was sind Träger einer rezessiven Krankheit? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Träger zeigen nichts.
    Lösung zeigen
    1. Träger zeigen nichts.
    2. Sie können das Allel weitergeben.
    Ergebnis:
    gesunde Personen mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  2. ●17
    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.
  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

Eine Mutation ändert ein Triplett so, dass dieselbe Aminosäure entsteht. Was folgt für das Protein? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Der Code ist redundant.
  2. Mehrere Tripletts können dieselbe Aminosäure kodieren.
  1. Der Code ist redundant.
  2. Mehrere Tripletts können dieselbe Aminosäure kodieren.
Ergebnis:
Das Protein bleibt gleich.

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
    Wie viele Basen kodieren eine Aminosäure? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der genetische Code arbeitet in Dreiergruppen.
    2. Jedes Triplett steht für eine Aminosäure.
    Ergebnis:
    drei, ein Basentriplett
  3. ★21
    Warum kann eine Veränderung in einer einzelnen Base ohne Folge bleiben? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der genetische Code ist redundant.
    2. Eine stille Mutation ändert das Protein nicht.
    Ergebnis:
    Mehrere Basentripletts können dieselbe Aminosäure codieren, die Aminosäure bleibt dann gleich.

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

EntdeckenFrage

Woher kommt das Insulin für Menschen mit Diabetes?

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

Auflösung

Seit 1982 wird Humaninsulin gentechnisch hergestellt. Das menschliche Gen wird in Bakterien oder Hefe eingebaut, und diese bilden das Hormon. Vorher musste man Insulin aus der Bauchspeicheldrüse von Schweinen und Rindern gewinnen.

MerkenGentechnik bewerten

Gentests zeigen Wahrscheinlichkeiten, keine sicheren Schicksale.

Ob man etwas tun darf, ist ein Werturteil. Es braucht Sachwissen und eine begründete Wertung.

BeispielGentechnik bewerten

Wer darf nach dem Gendiagnostikgesetz über einen genetischen Test entscheiden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Das Gesetz schützt das Recht auf informationelle Selbstbestimmung.
  2. Arbeitgeber und Versicherer dürfen keine Tests verlangen.
  1. Das Gesetz schützt das Recht auf informationelle Selbstbestimmung.
  2. Arbeitgeber und Versicherer dürfen keine Tests verlangen.
Ergebnis:
die getestete Person selbst

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
    Warum ist es sinnvoll, bei der Bewertung von Gentechnik Chancen und Risiken getrennt zu sammeln? Begründe die Wahl.
    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.
  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
    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
    Wozu dient die Mitose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Körperzellen teilen sich durch Mitose.
    2. Keimzellen entstehen durch Meiose.
    Ergebnis:
    zu Wachstum, Erneuerung und Wundheilung
  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 4 mit aa.
    3. normale Flügel: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  4. ●28
    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
  5. ★29
    Warum gibt es mehr als 8 Millionen mögliche Keimzellen, wenn man Crossing-over berücksichtigt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die 2²³ gelten ohne Austausch.
    2. Mit Austausch wird die Zahl praktisch unbegrenzt.
    Ergebnis:
    Durch den Austausch von Stücken entstehen zusätzlich neue Kombinationen innerhalb der Chromosomen.
  6. ★30
    Bei Meerschweinchen zeigt sich schwarzes Fell dominant gegenüber braunes Fell. Zwei Pflanzen oder Tiere mit dem Genotyp Aa werden gekreuzt. Wie viele von 400 Nachkommen mit braunes Fell sind im Mittel zu erwarten?
    Lösung zeigen
    1. Bei Aa mal Aa haben 25 Prozent der Nachkommen den Genotyp aa.
    2. 25 Prozent von 400 sind 100.
    3. Im Mittel sind 100 Nachkommen mit braunes Fell zu erwarten.
    Ergebnis:
    100

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.

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.

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 nennt man das äußere Erscheinungsbild eines Merkmals? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Phänotyp

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

    32
    Wozu dient die Mitose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    zu Wachstum, Erneuerung und Wundheilung

  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 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
    Ergebnis:
    100 %

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

    35
    Was bedeutet Kodominanz? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Beide Allele zeigen sich gleichzeitig im Phänotyp.

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

    36
    Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Kind zweier Träger ein Träger ist? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    50 Prozent

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

    37
    Was legt die Basenfolge eines Gens fest? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    die Reihenfolge der Aminosäuren im Protein

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

    38
    Was bedeutet es, dass ein Gentest nur eine Wahrscheinlichkeit angibt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Das Ergebnis ist keine sichere Vorhersage der Erkrankung.

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 Chromosom enthält sehr viele Gene hintereinander.
  3. etwa zwei Meter
  4. 23
  5. Sonst würde sich der Satz bei jeder Befruchtung verdoppeln.
  6. 92, weil jede Chromatide ein eigenes Chromosom ist
  7. mehr als 8 Millionen
  8. 46
  9. 2⁴, also 16
  10. 50 %
  11. 50 %
  12. 6,25 %
  13. 75 Prozent
  14. nur 0
  15. Mehrere Männer können dieselbe Blutgruppe haben und dieselben Allele weitergeben.
  16. gesunde Personen mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  17. Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.
  18. zwei Drittel
  19. durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe
  20. drei, ein Basentriplett
  21. Mehrere Basentripletts können dieselbe Aminosäure codieren, die Aminosäure bleibt dann gleich.
  22. Er zeigt, welche Allele vorliegen, und damit eine Wahrscheinlichkeit.
  23. So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.
  24. für die Entwicklung der Genschere CRISPR/Cas9, mit der sich Gene gezielt verändern lassen
  25. eines von der Mutter und eines vom Vater
  26. zu Wachstum, Erneuerung und Wundheilung
  27. 0 %
  28. der Austausch einer einzelnen Base in der DNA
  29. Durch den Austausch von Stücken entstehen zusätzlich neue Kombinationen innerhalb der Chromosomen.
  30. 100
  31. Phänotyp
  32. zu Wachstum, Erneuerung und Wundheilung
  33. bei der Befruchtung, je nachdem ob ein X- oder Y-Spermium die Eizelle erreicht
  34. 100 %
  35. Beide Allele zeigen sich gleichzeitig im Phänotyp.
  36. 50 Prozent
  37. die Reihenfolge der Aminosäuren im Protein
  38. Das Ergebnis ist keine sichere Vorhersage der Erkrankung.