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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

Wie nennt man das äußere Erscheinungsbild eines Merkmals? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Der Phänotyp ist sichtbar oder messbar.
  2. Der Genotyp ist die Kombination der Allele.
  1. Der Phänotyp ist sichtbar oder messbar.
  2. Der Genotyp ist die Kombination der Allele.
Ergebnis:
Phänotyp

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
    Ein Mensch hat in einer Körperzelle zwei Allele für die Blutgruppe. Woher stammen sie? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Jedes Chromosomenpaar hat ein mütterliches und ein väterliches Chromosom.
    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. ●2
    Wo liegt die DNA einer menschlichen Körperzelle hauptsächlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Erbinformation steckt im Zellkern.
    2. Ein kleiner Teil liegt in den Mitochondrien.
    Ergebnis:
    im Zellkern, verpackt in Chromosomen
  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
    Welche Teilung bildet Spermien und Eizellen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Keimzellen haben einen halben Satz.
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen haben einen halben Satz.
    2. Das leistet die Meiose.
    Ergebnis:
    die Meiose
  2. ●5
    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
  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

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
    Warum sind Geschwister, die nicht eineiige Zwillinge sind, genetisch verschieden? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Zufallsverteilung und Austausch erzeugen Vielfalt.
    Lösung zeigen
    1. Zufallsverteilung und Austausch erzeugen Vielfalt.
    2. Jede Befruchtung kombiniert zwei einzigartige Keimzellen.
    Ergebnis:
    Bei der Meiose werden die Chromosomen zufällig verteilt und Stücke getauscht, jede Keimzelle ist anders.
  2. ●8
    Wie ist das Geschlecht eines Kindes festgelegt, wenn ein Spermium mit Y-Chromosom die Eizelle befruchtet? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. XY ergibt männlich.
    2. Das Y kommt vom Vater.
    Ergebnis:
    Das Kind ist ein Junge (XY).
  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 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?
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. normale Flügel: 100 % der Nachkommen.
  1. Keimzellen von AA: A und A. Keimzellen von Aa: A und a.
  2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 0 mit aa.
  3. normale Flügel: 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 runde Samen dominant gegenüber runzelige Samen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen AA und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat runde 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. runde Samen: 100 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    100 %
  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. Ein Tier oder eine Pflanze mit gelbe Samen wird mit einem Partner gekreuzt, der grüne Samen zeigt. Die Hälfte der Nachkommen hat grüne Samen. Welchen Genotyp hat das Elternteil mit gelbe Samen?
    Lösung zeigen
    1. Der Partner mit grüne Samen 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

Zwei Heterozygote (Aa) mit dominantem A werden gekreuzt. Wie viele Nachkommen zeigen im Mittel das dominante Merkmal? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Das Kreuzungsquadrat hat vier Felder.
  2. AA, Aa und Aa zeigen A.
  1. Das Kreuzungsquadrat hat vier Felder.
  2. AA, Aa und Aa zeigen A.
Ergebnis:
75 Prozent

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

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
    Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Kind zweier Träger ein Träger ist? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Das Kreuzungsquadrat zeigt AA, Aa, Aa und aa.
    Lösung zeigen
    1. Das Kreuzungsquadrat zeigt AA, Aa, Aa und aa.
    2. Zwei von vier sind Aa.
    Ergebnis:
    50 Prozent
  2. ●17
    Gesunde Eltern haben ein krankes Kind. Welcher Erbgang liegt vor? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Bei dominantem Erbgang wäre ein Elternteil krank.
    2. Gesunde Eltern mit krankem Kind sind Träger.
    Ergebnis:
    rezessiv
  3. ★18
    Bei der Bluterkrankheit liegt das Allel auf dem X-Chromosom. Warum erkranken fast nur Jungen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mädchen haben zwei X und sind oft nur Trägerinnen.
    2. Jungen mit dem Allel sind krank.
    Ergebnis:
    Jungen haben nur ein X und kein zweites Allel, das das Krankheitsallel überdecken könnte.

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

Wodurch können Mutationen entstehen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Mutationen sind zufällig.
  2. UV-Strahlung ist ein bekannter Auslöser.
  1. Mutationen sind zufällig.
  2. UV-Strahlung ist ein bekannter Auslöser.
Ergebnis:
durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe

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
    Wo wird die Information der DNA in ein Protein übersetzt? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die DNA bleibt im Kern.
    Lösung zeigen
    1. Die DNA bleibt im Kern.
    2. Eine Kopie als Boten-RNA wandert zu den Ribosomen.
    Ergebnis:
    an den Ribosomen im Cytoplasma
  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
    Warum nennt man den genetischen Code universell? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das erlaubt Gentechnik über Artgrenzen.
    2. Es ist auch ein Beleg für gemeinsame Abstammung.
    Ergebnis:
    Fast alle Lebewesen übersetzen dieselben Basentripletts in dieselben Aminosäuren.

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 bedeutet es, dass ein Gentest nur eine Wahrscheinlichkeit angibt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Viele Krankheiten hängen von mehreren Genen und der Umwelt ab.
  2. Das Risiko wird nur verändert.
  1. Viele Krankheiten hängen von mehreren Genen und der Umwelt ab.
  2. Das Risiko wird nur verändert.
Ergebnis:
Das Ergebnis ist keine sichere Vorhersage der Erkrankung.

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
    Welche Aussage ist ein Werturteil? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Ein Werturteil sagt, was sein soll.
    Lösung zeigen
    1. Ein Werturteil sagt, was sein soll.
    2. Die anderen Sätze beschreiben, was ist.
    Ergebnis:
    Gentests sollten allen frei zugänglich sein.
  2. ●23
    Was kann ein Gentest über das Risiko für eine Krankheit aussagen? Begründe die Wahl.
    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.
  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
    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
  2. ●26
    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. ●27
    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.
  4. ●28
    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?
    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. Zwergpflanzen: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  5. ●29
    Was bedeutet Kodominanz? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Bei Blutgruppe AB sind A und B nebeneinander nachweisbar.
    2. Es ist kein Mischmerkmal.
    Ergebnis:
    Beide Allele zeigen sich gleichzeitig im Phänotyp.
  6. ●30
    Warum schützt das Sichelzellallel in einfacher Kopie vor schwerer Malaria? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. In Malariagebieten haben Träger einen Vorteil.
    2. Zwei Kopien führen dagegen zur Krankheit.
    3. Das erklärt die Häufigkeit.
    Ergebnis:
    Die Blutzellen von Trägern sind für den Malaria-Erreger ungünstig, sie überleben besser.

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
    Welche Teilung bildet Spermien und Eizellen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    die Meiose

  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 grüne Samen?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    0 %

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

    35
    Rosa Wunderblumen werden untereinander gekreuzt. Welche Farben treten bei den Nachkommen auf? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    rot, rosa und weiß im Verhältnis 1 : 2 : 1

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

    36
    Eltern sind gesund, ihre Tochter ist krank. Welche Aussage über den Erbgang stimmt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Er ist rezessiv, beide Eltern sind Träger.

  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
    Welche Aussage ist ein Werturteil? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Gentests sollten allen frei zugänglich sein.

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. eines von der Mutter und eines vom Vater
  2. im Zellkern, verpackt in Chromosomen
  3. Sie passt so in den Zellkern und lässt sich bei der Zellteilung gut verteilen.
  4. die Meiose
  5. vier
  6. 92, weil jede Chromatide ein eigenes Chromosom ist
  7. Bei der Meiose werden die Chromosomen zufällig verteilt und Stücke getauscht, jede Keimzelle ist anders.
  8. Das Kind ist ein Junge (XY).
  9. Der Vater bildet Keimzellen, in denen mütterliche und väterliche Chromosomenstücke gemischt sind.
  10. 100 %
  11. 50 %
  12. Aa
  13. Ja, wenn beide Eltern das Allel 0 tragen.
  14. nur 0
  15. A, B, AB und 0
  16. 50 Prozent
  17. rezessiv
  18. Jungen haben nur ein X und kein zweites Allel, das das Krankheitsallel überdecken könnte.
  19. an den Ribosomen im Cytoplasma
  20. eine Veränderung der Basenfolge der DNA
  21. Fast alle Lebewesen übersetzen dieselben Basentripletts in dieselben Aminosäuren.
  22. Gentests sollten allen frei zugänglich sein.
  23. Er zeigt, welche Allele vorliegen, und damit eine Wahrscheinlichkeit.
  24. für die Entwicklung der Genschere CRISPR/Cas9, mit der sich Gene gezielt verändern lassen
  25. Thymin
  26. nach der Verdopplung der DNA vor der Teilung
  27. Sie stellt den vollen Satz von 46 Chromosomen wieder her.
  28. 0 %
  29. Beide Allele zeigen sich gleichzeitig im Phänotyp.
  30. Die Blutzellen von Trägern sind für den Malaria-Erreger ungünstig, sie überleben besser.
  31. Die beiden Allele eines Gens sind verschieden.
  32. die Meiose
  33. Das Kind ist ein Junge (XY).
  34. 0 %
  35. rot, rosa und weiß im Verhältnis 1 : 2 : 1
  36. Er ist rezessiv, beide Eltern sind Träger.
  37. aus Aminosäuren
  38. Gentests sollten allen frei zugänglich sein.