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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
    Was ist ein Gen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Ein Gen ist ein Stück DNA.
    Lösung zeigen
    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
  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

Wann entsteht ein Chromosom mit zwei Chromatiden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die DNA wird in der S-Phase verdoppelt.
  2. Dann hängen zwei identische Chromatiden am Centromer.
  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

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 Mitose? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Mitose dient dem Wachstum und der Erneuerung.
    Lösung zeigen
    1. Mitose dient dem Wachstum und der Erneuerung.
    2. Tochterzellen gleichen der Mutterzelle.
    Ergebnis:
    zwei erbgleiche Körperzellen mit dem vollen Chromosomensatz
  2. ●5
    Was entsteht bei der Meiose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Meiose findet in Hoden und Eierstöcken statt.
    2. Sie halbiert den Chromosomensatz.
    Ergebnis:
    vier Keimzellen mit halbem Chromosomensatz
  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

Wie viele verschiedene Keimzellen kann ein Mensch allein durch die Verteilung der Chromosomen bilden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Für jedes der 23 Paare gibt es zwei Möglichkeiten.
  2. 2 hoch 23 sind über 8 Millionen.
  1. Für jedes der 23 Paare gibt es zwei Möglichkeiten.
  2. 2 hoch 23 sind über 8 Millionen.
Ergebnis:
mehr als 8 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
    Wie viele verschiedene Chromosomen-Kombinationen kann ein Mensch mit 23 Chromosomenpaaren allein durch die Verteilung bilden? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Jedes Paar hat zwei Möglichkeiten.
    Lösung zeigen
    1. Jedes Paar hat zwei Möglichkeiten.
    2. 23 unabhängige Entscheidungen: 2 hoch 23.
    Ergebnis:
    2²³, also etwa 8,4 Millionen
  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
    Warum sind Spermienzellen eines Mannes alle verschieden, obwohl sie aus derselben Zelle in den Hoden hervorgehen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Die Meiose verteilt Chromosomen zufällig und tauscht Stücke aus.

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 gelbe 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 0 mit aa.
  3. gelbe 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 0 mit aa.
  3. gelbe 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 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 gelbe 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. gelbe Körner: 50 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    50 %
  2. ●11
    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 %
  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

Rotblühende Wunderblumen mit RR werden mit weißblühenden WW gekreuzt. Welche Farbe haben alle Nachkommen? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Bei intermediärer Vererbung zeigen Heterozygote ein Mischmerkmal.
  2. Rosa Blüten haben RW.
  1. Bei intermediärer Vererbung zeigen Heterozygote ein Mischmerkmal.
  2. Rosa Blüten haben RW.
Ergebnis:
rosa, weil der Erbgang intermediär ist

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 es, wenn ein Merkmal dominant ist? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Dominant beschreibt das Verhältnis der Allele.
    2. Mit Häufigkeit hat es nichts zu tun.
    Ergebnis:
    Es zeigt sich schon, wenn nur ein Allel dafür vorhanden ist.
  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

Wie hoch ist das Risiko, dass das Kind einer Trägerin (Aa) und eines gesunden Mannes (AA) erkrankt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. AA gibt nur A.
  2. Das Kind kann höchstens Träger sein.
  1. AA gibt nur A.
  2. Das Kind kann höchstens Träger sein.
Ergebnis:
0 Prozent

AchtungErbgang aus dem Stammbaum falsch abgeleitet

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

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

ÜbenJetzt du

  1. ○16
    Ein Stammbaum zeigt: Jede erkrankte Person hat mindestens ein erkranktes Elternteil. Welcher Erbgang ist wahrscheinlich? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Dominante Krankheiten springen keine Generation.
    Lösung zeigen
    1. Dominante Krankheiten springen keine Generation.
    2. Ein Elternteil muss das Allel tragen und krank sein.
    Ergebnis:
    dominant
  2. ●17
    Warum kann man mit einem Stammbaum einen Erbgang nicht immer eindeutig bestimmen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Wenige Personen geben wenig Information.
    2. Man prüft, welche Erbgänge ausgeschlossen sind.
    Ergebnis:
    Bei kleinen Familien passen oft mehrere Erbgänge zu den Beobachtungen.
  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

Warum schützt das Sichelzellallel in einfacher Kopie vor schwerer Malaria? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. In Malariagebieten haben Träger einen Vorteil.
  2. Zwei Kopien führen dagegen zur Krankheit.
  3. Das erklärt die Häufigkeit.
  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.

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
    Sind alle Mutationen schädlich? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Wirkung hängt vom Protein und von der Umwelt ab.
    Lösung zeigen
    1. Wirkung hängt vom Protein und von der Umwelt ab.
    2. Manche Mutationen sind der Anfang neuer Merkmale.
    Ergebnis:
    Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.
  2. ●20
    Wo wird die Information der DNA in ein Protein übersetzt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die DNA bleibt im Kern.
    2. Eine Kopie als Boten-RNA wandert zu den Ribosomen.
    Ergebnis:
    an den Ribosomen im Cytoplasma
  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

Welche Aussage ist ein Werturteil? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Ein Werturteil sagt, was sein soll.
  2. Die anderen Sätze beschreiben, was ist.
  1. Ein Werturteil sagt, was sein soll.
  2. Die anderen Sätze beschreiben, was ist.
Ergebnis:
Gentests sollten allen frei zugänglich sein.

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
    Warum ist es sinnvoll, bei der Bewertung von Gentechnik Chancen und Risiken getrennt zu sammeln? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Eine Bewertung braucht Argumente beider Seiten.
    Lösung zeigen
    1. Eine Bewertung braucht Argumente beider Seiten.
    2. Die Gewichtung ist eine Wertung.
    Ergebnis:
    So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.
  2. ●23
    Was bedeutet es, dass ein Gentest nur eine Wahrscheinlichkeit angibt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    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.
  3. ★24
    Was bedeutet das Recht auf Nichtwissen bei Gentests? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das Gendiagnostikgesetz regelt das.
    2. Es schützt auch vor Weitergabe.
    Ergebnis:
    Jede Person darf selbst entscheiden, ob sie ein Ergebnis erfahren möchte.

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Wie verhält sich ein Gen zu einem Chromosom? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Ein Chromosom ist groß, ein Gen ein kleiner Abschnitt.
    2. Der Mensch hat etwa 20.000 Gene.
    Ergebnis:
    Ein Chromosom enthält sehr viele Gene hintereinander.
  2. ●26
    Eine menschliche Körperzelle hat 46 Chromosomen. Wie viele hat jede Keimzelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Meiose halbiert den Satz.
    2. n = 23.
    Ergebnis:
    23
  3. ●27
    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).
  4. ●28
    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
    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. braunes Fell: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  5. ●29
    Kann ein Kind mit Blutgruppe 0 Eltern mit den Blutgruppen A und B haben? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. 0 ist rezessiv.
    2. A0 mal B0 kann 00 geben.
    Ergebnis:
    Ja, wenn beide Eltern das Allel 0 tragen.
  6. ●30
    Was sind Träger einer rezessiven Krankheit? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Träger zeigen nichts.
    2. Sie können das Allel weitergeben.
    Ergebnis:
    gesunde Personen mit einem gesunden und einem Krankheitsallel

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

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

    32
    Wie viele Zellen entstehen aus einer Zelle bei einer vollständigen Meiose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    vier

  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 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
    Ergebnis:
    75 %

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

    35
    Was bedeutet es, wenn ein Merkmal dominant ist? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Es zeigt sich schon, wenn nur ein Allel dafür vorhanden ist.

  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
    Warum schützt das Sichelzellallel in einfacher Kopie vor schwerer Malaria? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Die Blutzellen von Trägern sind für den Malaria-Erreger ungünstig, sie überleben besser.

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

    38
    Was ist bei einer Bewertung wichtig, nachdem Sachaussagen gesammelt wurden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Die Werte benennen, nach denen man abwägt, zum Beispiel Gesundheit und Umwelt.

Bei „unsicher“ oder „noch nicht“: Lies den Abschnitt zum Ziel noch einmal und rechne seine drei Aufgaben.

Die Frage vom Anfang

EntdeckenRückschau

Wer fand die Form der DNA heraus?

Lies deine Vermutung vom Anfang. Kannst du die Frage jetzt mit dem Kapitel beantworten?

Auflösung

James Watson und Francis Crick beschrieben 1953 die Doppelhelix. Ein wichtiger Hinweis kam von einer Röntgenaufnahme, die Rosalind Franklin und Raymond Gosling gemacht hatten. Die Aufnahme zeigte die Spiralform.

Wörter

Prozentsatz
wie viel Prozent es sind
Prozentwert
der Teil, um den es geht
Wahrscheinlichkeit
wie sicher etwas passiert

Lösungen

  1. ein Abschnitt der DNA mit dem Bauplan für ein Protein
  2. im Zellkern, verpackt in Chromosomen
  3. Sie passt so in den Zellkern und lässt sich bei der Zellteilung gut verteilen.
  4. zwei erbgleiche Körperzellen mit dem vollen Chromosomensatz
  5. vier Keimzellen mit halbem Chromosomensatz
  6. die Mitose, denn es entstehen erbgleiche Körperzellen
  7. 2²³, also etwa 8,4 Millionen
  8. Zwei Chromosomen eines Paares tauschen Stücke aus, bevor sie getrennt werden.
  9. Die Meiose verteilt Chromosomen zufällig und tauscht Stücke aus.
  10. 50 %
  11. 100 %
  12. 100
  13. A, B, AB und 0
  14. Es zeigt sich schon, wenn nur ein Allel dafür vorhanden ist.
  15. 100
  16. dominant
  17. Bei kleinen Familien passen oft mehrere Erbgänge zu den Beobachtungen.
  18. Die Krankheit ist dominant, beide Eltern sind Aa.
  19. Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.
  20. an den Ribosomen im Cytoplasma
  21. Mehrere Basentripletts können dieselbe Aminosäure codieren, die Aminosäure bleibt dann gleich.
  22. So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.
  23. Das Ergebnis ist keine sichere Vorhersage der Erkrankung.
  24. Jede Person darf selbst entscheiden, ob sie ein Ergebnis erfahren möchte.
  25. Ein Chromosom enthält sehr viele Gene hintereinander.
  26. 23
  27. Das Kind ist ein Junge (XY).
  28. 0 %
  29. Ja, wenn beide Eltern das Allel 0 tragen.
  30. gesunde Personen mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  31. Phänotyp
  32. vier
  33. bei der Befruchtung, je nachdem ob ein X- oder Y-Spermium die Eizelle erreicht
  34. 75 %
  35. Es zeigt sich schon, wenn nur ein Allel dafür vorhanden ist.
  36. rezessiv
  37. Die Blutzellen von Trägern sind für den Malaria-Erreger ungünstig, sie überleben besser.
  38. Die Werte benennen, nach denen man abwägt, zum Beispiel Gesundheit und Umwelt.