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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

Ein Mensch hat in einer Körperzelle zwei Allele für die Blutgruppe. Woher stammen sie? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Jedes Chromosomenpaar hat ein mütterliches und ein väterliches Chromosom.
  2. Auf beiden liegt das Gen.
  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

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
    Wie nennt man das äußere Erscheinungsbild eines Merkmals? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Der Phänotyp ist sichtbar oder messbar.
    Lösung zeigen
    1. Der Phänotyp ist sichtbar oder messbar.
    2. Der Genotyp ist die Kombination der Allele.
    Ergebnis:
    Phänotyp
  2. ●2
    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
  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

Wie viele Zellen entstehen aus einer Zelle bei einer vollständigen Meiose? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die Meiose besteht aus zwei Teilungen.
  2. Aus einer Zelle werden vier.
  1. Die Meiose besteht aus zwei Teilungen.
  2. Aus einer Zelle werden vier.
Ergebnis:
vier

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
    Eine Körperzelle der Erbse hat 14 Chromosomen. Wie viele Chromosomen hat eine Pollenzelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen haben den halben Satz.
    2. 14 geteilt durch 2 sind 7.
    Ergebnis:
    7
  3. ★6
    Die Darmschleimhaut erneuert sich alle drei bis fünf Tage. Welche Teilung sorgt dafür? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Körperzellen erneuern sich durch Mitose.
    2. Die neuen Zellen gleichen den alten.
    Ergebnis:
    die Mitose, denn es entstehen erbgleiche Körperzellen

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

Warum sind Geschwister, die nicht eineiige Zwillinge sind, genetisch verschieden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Zufallsverteilung und Austausch erzeugen Vielfalt.
  2. Jede Befruchtung kombiniert zwei einzigartige Keimzellen.
  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.

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 ist das Geschlecht eines Kindes festgelegt, wenn ein Spermium mit Y-Chromosom die Eizelle befruchtet? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    XY ergibt männlich.
    Lösung zeigen
    1. XY ergibt männlich.
    2. Das Y kommt vom Vater.
    Ergebnis:
    Das Kind ist ein Junge (XY).
  2. ●8
    Was bedeutet Crossing-over? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das passiert in der ersten Reifeteilung.
    2. Es entstehen neue Allelkombinationen.
    Ergebnis:
    Zwei Chromosomen eines Paares tauschen Stücke aus, bevor sie getrennt werden.
  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 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?
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. Stummelflügel: 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. Stummelflügel: 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 Mais zeigt sich gelbe Körner dominant gegenüber weiße Körner. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen Aa und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat weiße Körner?
    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. weiße Körner: 50 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    50 %
  2. ●11
    Bei Fruchtfliegen zeigt sich normale Flügel dominant gegenüber Stummelflügel. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen AA und Aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat normale Flügel?
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen von AA: A und A. Keimzellen von Aa: A und a.
    2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 0 mit aa.
    3. normale Flügel: 100 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    100 %
  3. ★12
    Bei 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

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
    Welche Blutgruppen können Kinder haben, wenn ein Elternteil A0 und das andere B0 ist? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Keimzellen: A oder 0 und B oder 0.
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen: A oder 0 und B oder 0.
    2. Kombinationen: AB, A0, B0, 00.
    Ergebnis:
    A, B, AB und 0
  2. ●14
    Wunderblumen: Rosa (RW) mal rosa (RW). Welcher Anteil ist weiß? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. RW mal RW ergibt RR, RW, RW und WW.
    2. WW ist weiß.
    Ergebnis:
    ein Viertel
  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

Eltern sind gesund, ihre Tochter ist krank. Welche Aussage über den Erbgang stimmt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Ein dominantes Allel würde sich zeigen.
  2. Beide Eltern geben ein rezessives Allel weiter.
  1. Ein dominantes Allel würde sich zeigen.
  2. Beide Eltern geben ein rezessives Allel weiter.
Ergebnis:
Er ist rezessiv, beide Eltern sind Träger.

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
    Zwei Träger einer rezessiven Krankheit bekommen Kinder. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit für ein krankes Kind? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Aa mal Aa: 25 Prozent aa.
    2. Das gilt für jedes Kind neu.
    Ergebnis:
    25 Prozent
  3. ★18
    Zwei kranke Eltern bekommen ein gesundes Kind. Was folgt daraus? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Bei rezessivem Erbgang wären beide Eltern aa und alle Kinder krank.
    2. Ein gesundes Kind (aa) von kranken Eltern gibt es nur bei dominantem Erbgang.
    Ergebnis:
    Die Krankheit ist dominant, beide Eltern sind Aa.

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

Woraus bestehen Proteine? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Aminosäuren werden zu Ketten verknüpft.
  2. Die Kette faltet sich zum Protein.
  1. Aminosäuren werden zu Ketten verknüpft.
  2. Die Kette faltet sich zum Protein.
Ergebnis:
aus Aminosäuren

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
    Was ist eine Punktmutation? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Punktmutationen verändern eine Base.
    Lösung zeigen
    1. Punktmutationen verändern eine Base.
    2. Manche ändern die Aminosäure, andere nicht.
    Ergebnis:
    der Austausch einer einzelnen Base in der DNA
  2. ●20
    Bei der Sichelzellanämie ist eine Base im Gen für das Hämoglobin verändert. Was folgt? Begründe die Wahl.
    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.
  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

Was tut ein Gentechniker, wenn er ein Insulin-Gen in Bakterien einbaut? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Der genetische Code ist universell.
  2. Bakterien lesen das menschliche Gen.
  1. Der genetische Code ist universell.
  2. Bakterien lesen das menschliche Gen.
Ergebnis:
Die Bakterien stellen dann menschliches Insulin her.

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 eine Sachaussage? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Ein Gesetz lässt sich nachlesen.
    Lösung zeigen
    1. Ein Gesetz lässt sich nachlesen.
    2. Moral und Pflichten sind Wertungen.
    Ergebnis:
    Das Gendiagnostikgesetz schützt auch das Recht, ein Testergebnis nicht zu erfahren.
  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 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
  2. ●26
    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
  3. ●27
    Wie viele verschiedene Chromosomen-Kombinationen kann ein Mensch mit 23 Chromosomenpaaren allein durch die Verteilung bilden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Jedes Paar hat zwei Möglichkeiten.
    2. 23 unabhängige Entscheidungen: 2 hoch 23.
    Ergebnis:
    2²³, also etwa 8,4 Millionen
  4. ●28
    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
    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. runzelige Samen: 100 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    100 %
  5. ●29
    Wie wird im Stammbaum eine erkrankte Frau gezeichnet? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Kreise sind Frauen.
    2. Quadrate sind Männer.
    3. Ausgefüllt heißt erkrankt.
    Ergebnis:
    als ausgefüllter Kreis
  6. ★30
    Krebsmittel hemmen oft die Zellteilung. Warum leiden dann auch Haarwurzeln und Schleimhäute? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Mittel wirken auf alle sich teilenden Zellen.
    2. Haarwurzeln und Schleimhäute teilen sich oft.
    Ergebnis:
    Auch diese Zellen teilen sich ständig durch Mitose.

Auf einen Blick

MerkenDas Wichtigste

Von der DNA zum Chromosom
Die DNA ist ein langer Faden aus vier Bausteinen.
Mitose und Meiose
Die Mitose erzeugt erbgleiche Körperzellen mit 2n Chromosomen.
Neukombination
Bei der Meiose werden Chromosomen zufällig verteilt und Stücke getauscht.
Mendelsche Regeln
Dominante Allele setzen sich gegen rezessive durch.
Nicht jeder Erbgang ist dominant-rezessiv
Intermediär heißt: Mischmerkmal, aber getrennte Allele.
Stammbäume lesen
Haben gesunde Eltern ein krankes Kind, ist die Krankheit rezessiv.
Vom Gen zum Protein
Ein Gen enthält den Bauplan für ein Protein.
Gentechnik bewerten
Gentests zeigen Wahrscheinlichkeiten, keine sicheren Schicksale.

AchtungGen und Allel verwechselt

So nicht
Aa ist ein Gen mit zwei Merkmalen.
So richtig
Aa sind zwei Allele desselben Gens. Allele sind Varianten, das Gen ist die Stelle auf dem Chromosom.

Gen heißt die Stelle, Allel die Variante. Von jedem Gen hat man zwei Allele, eines von jedem Elternteil.

AchtungChromosomen und Chromatiden falsch gezählt

So nicht
Nach der Verdopplung hat die Zelle 92 Chromosomen statt 46.
So richtig
Nach der Verdopplung hat jedes der 46 Chromosomen zwei Chromatiden. Gezählt wird am Centromer: 46.

Zähle die Chromosomen am Centromer. Zwei Chromatiden sind ein Chromosom mit verdoppelter DNA.

AchtungGeschlecht des Kindes der Mutter zugeschrieben

So nicht
Die Mutter bestimmt, ob es ein Junge oder Mädchen wird.
So richtig
Alle Eizellen tragen ein X-Chromosom. Das Spermium trägt X oder Y und bestimmt das Geschlecht.

Die Eizelle hat immer X. Ob X oder Y von der Spermienzelle kommt, entscheidet über das Geschlecht.

AchtungErbanlagen mischen sich wie Farben

So nicht
Rot und Weiß vermischen sich bei den Eltern zu Rosa und sind danach nicht mehr trennbar.
So richtig
Bei intermediärer Vererbung entsteht ein Mischmerkmal, aber die Allele bleiben unverändert. In der nächsten Generation treten Rot, Rosa und Weiß wieder auf.

Die Allele mischen sich nicht. Sie werden weitergegeben und zeigen sich in neuen Kombinationen.

AchtungVererbung der Blutgruppen falsch bestimmt

So nicht
Eltern mit A und B bekommen nur Kinder mit AB.
So richtig
A und B sind kodominant, 0 ist rezessiv. Eltern mit Genotyp A0 und B0 können Kinder mit A, B, AB und 0 haben.

Schreibe die Genotypen der Eltern auf. A und B sind dominant über 0 und kodominant zueinander.

AchtungTräger als krank gedacht

So nicht
Wer ein rezessives Krankheitsallel hat, ist krank.
So richtig
Träger haben ein Krankheitsallel, aber auch ein gesundes. Sie sind gesund und geben das Allel mit 50 Prozent Wahrscheinlichkeit weiter.

Träger sind gesund und haben ein Allel von jeder Sorte. Krank sind nur Personen mit zwei Krankheitsallelen.

AchtungMutationen falsch eingeordnet

So nicht
Mutationen sind immer schädlich und entstehen, weil das Lebewesen sie braucht.
So richtig
Mutationen entstehen zufällig. Die meisten sind ohne Folge, einige schaden, wenige nützen.

Mutationen sind zufällige Veränderungen der DNA. Ob sie schaden, nützen oder nichts bewirken, hängt von der Umwelt ab.

AchtungWerturteil als Sachaussage behandelt

So nicht
Man darf Embryonen testen, das ist einfach wissenschaftlich richtig.
So richtig
Was technisch geht, ist eine Sachaussage. Ob man es tun soll, ist ein Werturteil und braucht Gründe.

Trenne: Was ist möglich und belegt (Sache)? Was soll geschehen (Wert)? Beides gehört in eine Bewertung.

Kannst du das?

Je Ziel eine Aufgabe. Rechne sie ins Heft, dann kreuz ehrlich an. Keine Punkte, keine Note – der Test ist für dich.

ÜbenSelbsttest

  1. Ich kann DNA, Gen, Chromosom und Allel unterscheiden und den Bau der DNA beschreiben.

    31
    Wie 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 menschliche Körperzelle hat 46 Chromosomen. Wie viele hat jede Tochterzelle nach der Mitose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    46

  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 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
    Welche Blutgruppe haben Kinder, wenn ein Elternteil AA und das andere BB hat? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    alle AB

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

    36
    Ein Kind ist erkrankt, beide Eltern sind gesund, ein Geschwister ist gesund. Welchen Genotyp haben die Eltern? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    beide Aa, also Träger

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

    37
    Sind alle Mutationen schädlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.

  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. Phänotyp
  2. Thymin
  3. Sie passt so in den Zellkern und lässt sich bei der Zellteilung gut verteilen.
  4. Die DNA wird verdoppelt.
  5. 7
  6. die Mitose, denn es entstehen erbgleiche Körperzellen
  7. Das Kind ist ein Junge (XY).
  8. Zwei Chromosomen eines Paares tauschen Stücke aus, bevor sie getrennt werden.
  9. 2⁴, also 16
  10. 50 %
  11. 100 %
  12. Aa
  13. A, B, AB und 0
  14. ein Viertel
  15. A0 und B0
  16. Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.
  17. 25 Prozent
  18. Die Krankheit ist dominant, beide Eltern sind Aa.
  19. der Austausch einer einzelnen Base in der DNA
  20. Eine Aminosäure ändert sich, das Hämoglobin verformt die roten Blutzellen.
  21. Mehrere Basentripletts können dieselbe Aminosäure codieren, die Aminosäure bleibt dann gleich.
  22. Das Gendiagnostikgesetz schützt auch das Recht, ein Testergebnis nicht zu erfahren.
  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. 46, also 23 Paare
  26. 16
  27. 2²³, also etwa 8,4 Millionen
  28. 100 %
  29. als ausgefüllter Kreis
  30. Auch diese Zellen teilen sich ständig durch Mitose.
  31. 46, also 23 Paare
  32. 46
  33. bei der Befruchtung, je nachdem ob ein X- oder Y-Spermium die Eizelle erreicht
  34. 100 %
  35. alle AB
  36. beide Aa, also Träger
  37. Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.
  38. Das Ergebnis ist keine sichere Vorhersage der Erkrankung.