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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

Wo liegt die DNA einer menschlichen Körperzelle hauptsächlich? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die Erbinformation steckt im Zellkern.
  2. Ein kleiner Teil liegt in den Mitochondrien.
  1. Die Erbinformation steckt im Zellkern.
  2. Ein kleiner Teil liegt in den Mitochondrien.
Ergebnis:
im Zellkern, verpackt in Chromosomen

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
    Aus welchen Bausteinen besteht die DNA? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die Basen paaren sich: A mit T, G mit C.
    Lösung zeigen
    1. Die Basen paaren sich: A mit T, G mit C.
    2. Aminosäuren bauen Proteine auf, nicht die DNA.
    Ergebnis:
    aus vier Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin
  2. ●2
    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
  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

Wie viele Chromosomen hat eine menschliche Körperzelle nach der Meiose in jeder Keimzelle? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die Meiose halbiert den Chromosomensatz.
  2. 46 geteilt durch 2 ergibt 23.
  1. Die Meiose halbiert den Chromosomensatz.
  2. 46 geteilt durch 2 ergibt 23.
Ergebnis:
23

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 entsteht bei der Meiose? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Meiose findet in Hoden und Eierstöcken statt.
    Lösung zeigen
    1. Meiose findet in Hoden und Eierstöcken statt.
    2. Sie halbiert den Chromosomensatz.
    Ergebnis:
    vier Keimzellen mit halbem Chromosomensatz
  2. ●5
    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. ★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

Wie viele verschiedene Chromosomen-Kombinationen kann ein Mensch mit 23 Chromosomenpaaren allein durch die Verteilung bilden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Jedes Paar hat zwei Möglichkeiten.
  2. 23 unabhängige Entscheidungen: 2 hoch 23.
  1. Jedes Paar hat zwei Möglichkeiten.
  2. 23 unabhängige Entscheidungen: 2 hoch 23.
Ergebnis:
2²³, also etwa 8,4 Millionen

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 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. ★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 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 schwarzes Fell?
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. schwarzes Fell: 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. schwarzes Fell: 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 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?
    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 1 mit aa.
    3. hohe Pflanzen: 75 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    75 %
  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 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 %
  3. ★12
    Bei Mais zeigt sich gelbe Körner dominant gegenüber weiße Körner. Zwei Pflanzen oder Tiere mit dem Genotyp Aa werden gekreuzt. Wie viele von 400 Nachkommen mit weiße Körner 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 weiße Körner zu erwarten.
    Ergebnis:
    100

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

Wunderblumen: Rosa (RW) mal rosa (RW). Welcher Anteil ist weiß? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. RW mal RW ergibt RR, RW, RW und WW.
  2. WW ist weiß.
  1. RW mal RW ergibt RR, RW, RW und WW.
  2. WW ist weiß.
Ergebnis:
ein Viertel

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
    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.
  3. ★15
    Bei einer Pflanzenart sind rote (RR) und weiße (WW) Blüten möglich, die Heterozygoten sind rosa. Wie viele rosa Pflanzen sind unter 200 Nachkommen von zwei rosa Eltern zu erwarten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. RW mal RW: 25 Prozent RR, 50 Prozent RW, 25 Prozent WW.
    2. 50 Prozent von 200 sind 100.
    Ergebnis:
    100

6Ich kann einen Stammbaum auswerten und den Erbgang bestimmen.

EntdeckenFrage

Wie viele Menschen in Deutschland tragen das Allel für Mukoviszidose, ohne selbst krank zu sein?

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

Auflösung

Etwa jeder 25. Mensch. Krank wird nur, wer von beiden Eltern das Allel erbt. Zwei Träger bekommen mit einer Wahrscheinlichkeit von 25 Prozent ein krankes Kind.

MerkenStammbäume lesen

Haben gesunde Eltern ein krankes Kind, ist die Krankheit rezessiv.

Bei rezessivem Erbgang sind die Eltern Träger, sie zeigen die Krankheit nicht, geben das Allel aber weiter.

BeispielStammbäume auswerten

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
    Gesunde Eltern haben ein krankes Kind. Welcher Erbgang liegt vor? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Bei dominantem Erbgang wäre ein Elternteil krank.
    Lösung zeigen
    1. Bei dominantem Erbgang wäre ein Elternteil krank.
    2. Gesunde Eltern mit krankem Kind sind Träger.
    Ergebnis:
    rezessiv
  2. ●17
    Ein Stammbaum zeigt: Jede erkrankte Person hat mindestens ein erkranktes Elternteil. Welcher Erbgang ist wahrscheinlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Dominante Krankheiten springen keine Generation.
    2. Ein Elternteil muss das Allel tragen und krank sein.
    Ergebnis:
    dominant
  3. ★18
    Ein Elternteil mit einer dominanten Krankheit hat den Genotyp Aa. Der andere ist gesund (aa). Wie viele Kinder sind im Mittel krank? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Aa mal aa ergibt 50 Prozent Aa und 50 Prozent aa.
    2. Aa ist krank.
    Ergebnis:
    die Hälfte

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
    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
    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
  3. ★21
    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

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

EntdeckenFrage

Woher kommt das Insulin für Menschen mit Diabetes?

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

Auflösung

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

MerkenGentechnik bewerten

Gentests zeigen Wahrscheinlichkeiten, keine sicheren Schicksale.

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

BeispielGentechnik bewerten

Was verändert die Gentechnik an Pflanzen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Gentechnik greift in das Erbgut ein.
  2. Ob das nützlich oder riskant ist, muss man bewerten.
  1. Gentechnik greift in das Erbgut ein.
  2. Ob das nützlich oder riskant ist, muss man bewerten.
Ergebnis:
Sie baut gezielt Gene ein, entfernt oder verändert sie.

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
    Wieso sind Fragen wie „Soll man Embryonen auf Erbkrankheiten testen?“ nicht allein mit Biologie zu beantworten? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Biologie sagt, was möglich ist.
    2. Ethik fragt, was man tun soll.
    Ergebnis:
    Sie enthalten Wertentscheidungen, für die man Argumente und Werte abwägt.
  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
    Was ist ein Chromosom? Begründe die Wahl.
    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. ●26
    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. ●27
    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 schwarzes Fell?
    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. schwarzes Fell: 100 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    100 %
  4. ●28
    Welche Blutgruppe haben Kinder, wenn ein Elternteil AA und das andere BB hat? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. AA gibt nur A.
    2. BB gibt nur B.
    3. A und B sind kodominant.
    Ergebnis:
    alle AB
  5. ●29
    Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass das Kind zweier Träger ein Träger ist? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das Kreuzungsquadrat zeigt AA, Aa, Aa und aa.
    2. Zwei von vier sind Aa.
    Ergebnis:
    50 Prozent
  6. ●30
    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.

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 ist ein Chromosom? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    ein Träger der DNA, der aus DNA und Eiweißen besteht und viele Gene enthält

  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
    Was geschieht bei der Befruchtung? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Eizelle und Spermium verschmelzen, die Zygote hat wieder den vollen Satz.

  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:
    50 %

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

    35
    Zwei Heterozygote (Aa) mit dominantem A werden gekreuzt. Wie viele Nachkommen zeigen im Mittel das dominante Merkmal? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    75 Prozent

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

    36
    Gesunde Eltern haben ein krankes Kind. Welcher Erbgang liegt vor? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    rezessiv

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

    37
    Wie viele Basen kodieren eine Aminosäure? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    drei, ein Basentriplett

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

    38
    Welche Aussage ist eine Sachaussage? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Das Gendiagnostikgesetz schützt auch das Recht, ein Testergebnis nicht zu erfahren.

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. aus vier Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin
  2. eines von der Mutter und eines vom Vater
  3. etwa zwei Meter
  4. vier Keimzellen mit halbem Chromosomensatz
  5. zu Wachstum, Erneuerung und Wundheilung
  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. mehr als 8 Millionen
  9. Der Vater bildet Keimzellen, in denen mütterliche und väterliche Chromosomenstücke gemischt sind.
  10. 75 %
  11. 0 %
  12. 100
  13. A, B, AB und 0
  14. Beide Allele zeigen sich gleichzeitig im Phänotyp.
  15. 100
  16. rezessiv
  17. dominant
  18. die Hälfte
  19. Eine Aminosäure ändert sich, das Hämoglobin verformt die roten Blutzellen.
  20. durch Kopierfehler oder Strahlung und bestimmte Stoffe
  21. eine Veränderung der Basenfolge der DNA
  22. Gentests sollten allen frei zugänglich sein.
  23. Sie enthalten Wertentscheidungen, für die man Argumente und Werte abwägt.
  24. für die Entwicklung der Genschere CRISPR/Cas9, mit der sich Gene gezielt verändern lassen
  25. ein Träger der DNA, der aus DNA und Eiweißen besteht und viele Gene enthält
  26. 7
  27. 100 %
  28. alle AB
  29. 50 Prozent
  30. Sie beeinflusst, wie stark ein Merkmal ausgeprägt wird.
  31. ein Träger der DNA, der aus DNA und Eiweißen besteht und viele Gene enthält
  32. 23
  33. Eizelle und Spermium verschmelzen, die Zygote hat wieder den vollen Satz.
  34. 50 %
  35. 75 Prozent
  36. rezessiv
  37. drei, ein Basentriplett
  38. Das Gendiagnostikgesetz schützt auch das Recht, ein Testergebnis nicht zu erfahren.