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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 ist ein Gen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Ein Gen ist ein Stück DNA.
  2. Es enthält die Bauanleitung für ein Protein.
  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

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 bedeutet heterozygot? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Hetero heißt verschieden.
    Lösung zeigen
    1. Hetero heißt verschieden.
    2. Aa ist heterozygot.
    Ergebnis:
    Die beiden Allele eines Gens sind verschieden.
  2. ●2
    Wie viele Chromosomen hat eine menschliche Körperzelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der doppelte Satz heißt 2n = 46.
    2. Keimzellen haben nur 23.
    Ergebnis:
    46, also 23 Paare
  3. ★3
    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

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
    Was geschieht vor der Mitose in der S-Phase? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Erst wird die DNA kopiert.
    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.
  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 ist die Aufgabe der Befruchtung für die Chromosomenzahl? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Zwei Keimzellen mit je 23 verschmelzen.
  2. Die Zygote hat 46.
  1. Zwei Keimzellen mit je 23 verschmelzen.
  2. Die Zygote hat 46.
Ergebnis:
Sie stellt den vollen Satz von 46 Chromosomen wieder her.

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
    Warum ähneln sich Geschwister, sind aber nicht gleich? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die Verteilung ist zufällig.
    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.
  2. ●8
    Wodurch unterscheiden sich eineiige Zwillinge von zweieiigen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Eineiige teilen eine Zygote.
    2. Zweieiige sind zwei getrennte Befruchtungen.
    Ergebnis:
    Eineiige entstehen aus einer befruchteten Eizelle und sind erbgleich, zweieiige aus zwei Eizellen und sind genetisch verschieden wie Geschwister.
  3. ★9
    Ein Tierzüchter lässt Fruchtfliegen mit 4 Chromosomenpaaren kreuzen. Wie viele Kombinationen sind allein durch die Verteilung in den Keimzellen möglich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Jedes Paar hat zwei Möglichkeiten.
    2. Bei vier Paaren sind es 2 mal 2 mal 2 mal 2.
    Ergebnis:
    2⁴, also 16

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

EntdeckenFrage

Wie genau stimmten Mendels Zahlen?

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

Auflösung

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

MerkenMendelsche Regeln

Dominante Allele setzen sich gegen rezessive durch.

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

BeispielKreuzungen nach Mendel berechnen

Bei Erbsen zeigt sich gelbe Samen dominant gegenüber grüne Samen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen aa und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat grüne Samen?
Schritt für Schritt
  1. Keimzellen von aa: a und a. Keimzellen von aa: a und a.
  2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 4 mit aa.
  3. grüne 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 4 mit aa.
  3. grüne 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 gelbe 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 4 mit aa.
    3. gelbe Samen: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  2. ●11
    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 hohe Pflanzen?
    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. hohe Pflanzen: 50 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    50 %
  3. ★12
    Bei Meerschweinchen zeigt sich schwarzes Fell dominant gegenüber braunes Fell. Ein Tier oder eine Pflanze mit schwarzes Fell wird mit einem Partner gekreuzt, der braunes Fell zeigt. Die Hälfte der Nachkommen hat braunes Fell. Welchen Genotyp hat das Elternteil mit schwarzes Fell?
    Lösung zeigen
    1. Der Partner mit braunes Fell hat den Genotyp aa.
    2. Die Hälfte der Nachkommen zeigt das rezessive Merkmal, also aa.
    3. Das geht nur, wenn das andere Elternteil das Allel a trägt: Genotyp Aa.
    Ergebnis:
    Aa

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

Kann ein Kind mit Blutgruppe 0 Eltern mit den Blutgruppen A und B haben? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. 0 ist rezessiv.
  2. A0 mal B0 kann 00 geben.
  1. 0 ist rezessiv.
  2. A0 mal B0 kann 00 geben.
Ergebnis:
Ja, wenn beide Eltern das Allel 0 tragen.

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
    Wie oft tritt bei der Kreuzung Aa mal aa das rezessive Merkmal auf? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Aa liefert A und a.
    Lösung zeigen
    1. Aa liefert A und a.
    2. aa liefert nur a.
    3. Entstehen Aa und aa.
    Ergebnis:
    bei der Hälfte der Nachkommen
  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
    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

Wie wird im Stammbaum eine erkrankte Frau gezeichnet? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Kreise sind Frauen.
  2. Quadrate sind Männer.
  3. Ausgefüllt heißt erkrankt.
  1. Kreise sind Frauen.
  2. Quadrate sind Männer.
  3. Ausgefüllt heißt erkrankt.
Ergebnis:
als ausgefüllter Kreis

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

Wie heißt die Abschrift eines Gens, die zum Ribosom wandert? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die DNA bleibt im Zellkern.
  2. Die mRNA trägt die Information zum Ribosom.
  1. Die DNA bleibt im Zellkern.
  2. Die mRNA trägt die Information zum Ribosom.
Ergebnis:
mRNA

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
    Bei der Sichelzellanämie ist eine Base im Gen für das Hämoglobin verändert. Was folgt? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Aus Glutaminsäure wird Valin.
    Lösung zeigen
    1. Aus Glutaminsäure wird Valin.
    2. Das Protein faltet sich anders.
    3. Die Zellen werden sichelförmig.
    Ergebnis:
    Eine Aminosäure ändert sich, das Hämoglobin verformt die roten Blutzellen.
  2. ●20
    Wie wirkt sich die Umwelt auf Gene aus? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ernährung und Training verändern den Phänotyp.
    2. Die Gene bleiben gleich.
    Ergebnis:
    Sie beeinflusst, wie stark ein Merkmal ausgeprägt wird.
  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 ist bei einer Bewertung wichtig, nachdem Sachaussagen gesammelt wurden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Fakten sagen nicht, was gut ist.
  2. Werte müssen benannt werden.
  1. Fakten sagen nicht, was gut ist.
  2. Werte müssen benannt werden.
Ergebnis:
Die Werte benennen, nach denen man abwägt, zum Beispiel Gesundheit und Umwelt.

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
    Bei welcher Krankheit ist ein positiver Gentest eine sichere Vorhersage? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die Huntington-Krankheit wird dominant vererbt.
    Lösung zeigen
    1. Die Huntington-Krankheit wird dominant vererbt.
    2. Bei den meisten Krankheiten wirken viele Faktoren.
    Ergebnis:
    bei der Huntington-Krankheit, die mit hoher Sicherheit ausbricht, wenn das Allel vorliegt
  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
    Eine Landwirtin überlegt, gentechnisch veränderten Mais anzubauen. Welche Frage gehört zur Sachebene? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Sachfragen lassen sich messen.
    2. Wertfragen beantwortet man mit Begründung.
    Ergebnis:
    Wie stark verändert sich der Ertrag im Vergleich zu normalem Mais?

Vermischte Übungen

Alles durcheinander – wie in der Arbeit. Überleg bei jeder Aufgabe zuerst: Welches Ziel ist das?

Üben

  1. ●25
    Eine Zelle der Fruchtfliege hat 8 Chromosomen. Wie viele Chromatiden hat sie in der Metaphase der Mitose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. In der Metaphase hat jedes Chromosom zwei Chromatiden.
    2. 8 mal 2 sind 16.
    Ergebnis:
    16
  2. ●26
    Wie viele verschiedene Keimzellen kann ein Mensch allein durch die Verteilung der Chromosomen bilden? Begründe die Wahl.
    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
  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 Stummelflügel?
    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. Stummelflügel: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  4. ●28
    Zwei Heterozygote (Aa) mit dominantem A werden gekreuzt. Wie viele Nachkommen zeigen im Mittel das dominante Merkmal? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das Kreuzungsquadrat hat vier Felder.
    2. AA, Aa und Aa zeigen A.
    Ergebnis:
    75 Prozent
  5. ●29
    Wer ist eine Trägerin einer rezessiven Krankheit? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Träger sind heterozygot.
    2. Sie zeigen die Krankheit nicht.
    Ergebnis:
    eine gesunde Frau mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  6. ●30
    Wodurch können Mutationen entstehen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mutationen sind zufällig.
    2. UV-Strahlung ist ein bekannter Auslöser.
    Ergebnis:
    durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe

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
    Was bedeutet heterozygot? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Die beiden Allele eines Gens sind verschieden.

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

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

    34
    Bei 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
    Ergebnis:
    25 %

  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
    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
    Bei der Sichelzellanämie ist eine Base im Gen für das Hämoglobin verändert. Was folgt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Eine Aminosäure ändert sich, das Hämoglobin verformt die roten Blutzellen.

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

    38
    Was kann ein Gentest über das Risiko für eine Krankheit aussagen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Er zeigt, welche Allele vorliegen, und damit eine Wahrscheinlichkeit.

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. Die beiden Allele eines Gens sind verschieden.
  2. 46, also 23 Paare
  3. Thymin
  4. Die DNA wird verdoppelt.
  5. nach der Verdopplung der DNA vor der Teilung
  6. 92, weil jede Chromatide ein eigenes Chromosom ist
  7. Sie erhalten von beiden Eltern je eine zufällige Auswahl der Chromosomen.
  8. Eineiige entstehen aus einer befruchteten Eizelle und sind erbgleich, zweieiige aus zwei Eizellen und sind genetisch verschieden wie Geschwister.
  9. 2⁴, also 16
  10. 0 %
  11. 50 %
  12. Aa
  13. bei der Hälfte der Nachkommen
  14. AA und A0
  15. A0 und B0
  16. Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.
  17. beide Aa, also Träger
  18. zwei Drittel
  19. Eine Aminosäure ändert sich, das Hämoglobin verformt die roten Blutzellen.
  20. Sie beeinflusst, wie stark ein Merkmal ausgeprägt wird.
  21. Alle folgenden Tripletts verschieben sich, die Aminosäurefolge ändert sich ab dieser Stelle.
  22. bei der Huntington-Krankheit, die mit hoher Sicherheit ausbricht, wenn das Allel vorliegt
  23. Die Bakterien stellen dann menschliches Insulin her.
  24. Wie stark verändert sich der Ertrag im Vergleich zu normalem Mais?
  25. 16
  26. mehr als 8 Millionen
  27. 0 %
  28. 75 Prozent
  29. eine gesunde Frau mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  30. durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe
  31. Die beiden Allele eines Gens sind verschieden.
  32. 23
  33. 46
  34. 25 %
  35. Beide Allele zeigen sich gleichzeitig im Phänotyp.
  36. Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.
  37. Eine Aminosäure ändert sich, das Hämoglobin verformt die roten Blutzellen.
  38. Er zeigt, welche Allele vorliegen, und damit eine Wahrscheinlichkeit.