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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
    Welche Base paart sich in der DNA mit Adenin? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Adenin und Thymin gehören zusammen.
    Lösung zeigen
    1. Adenin und Thymin gehören zusammen.
    2. Guanin und Cytosin bilden das zweite Paar.
    Ergebnis:
    Thymin
  2. ●2
    Wie viele Chromosomen hat eine menschliche Körperzelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der doppelte Satz heißt 2n = 46.
    2. Keimzellen haben nur 23.
    Ergebnis:
    46, also 23 Paare
  3. ★3
    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 menschliche Körperzelle hat 46 Chromosomen. Wie viele hat jede Tochterzelle nach der Mitose? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die Mitose erhält den Satz.
  2. Beide Tochterzellen haben 46.
  1. Die Mitose erhält den Satz.
  2. Beide Tochterzellen haben 46.
Ergebnis:
46

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
    Wann entsteht ein Chromosom mit zwei Chromatiden? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die DNA wird in der S-Phase verdoppelt.
    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
  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

Welches Geschlechtschromosom trägt jede Eizelle? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Frauen haben zwei X-Chromosomen.
  2. Jede Eizelle erhält eines davon.
  1. Frauen haben zwei X-Chromosomen.
  2. Jede Eizelle erhält eines davon.
Ergebnis:
ein X-Chromosom

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
    Was geschieht bei der Befruchtung? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Jede Keimzelle bringt n Chromosomen mit.
    Lösung zeigen
    1. Jede Keimzelle bringt n Chromosomen mit.
    2. n plus n ergibt 2n.
    Ergebnis:
    Eizelle und Spermium verschmelzen, die Zygote hat wieder den vollen Satz.
  2. ●8
    Wodurch unterscheiden sich eineiige Zwillinge von zweieiigen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Eineiige teilen eine Zygote.
    2. Zweieiige sind zwei getrennte Befruchtungen.
    Ergebnis:
    Eineiige entstehen aus einer befruchteten Eizelle und sind erbgleich, zweieiige aus zwei Eizellen und sind genetisch verschieden wie Geschwister.
  3. ★9
    Warum sind Geschwister, die nicht eineiige Zwillinge sind, genetisch verschieden? Begründe die Wahl.
    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.

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 hohe Pflanzen dominant gegenüber Zwergpflanzen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen aa und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat Zwergpflanzen?
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. Zwergpflanzen: 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. Zwergpflanzen: 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 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?
    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. braunes Fell: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %
  2. ●11
    Bei Erbsen zeigt sich hohe Pflanzen dominant gegenüber Zwergpflanzen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen AA und Aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat 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 Erbsen zeigt sich runde Samen dominant gegenüber runzelige Samen. Zwei Pflanzen oder Tiere mit dem Genotyp Aa werden gekreuzt. Wie wahrscheinlich ist es, dass zwei Nachkommen nacheinander beide runzelige Samen haben?
    Lösung zeigen
    1. Die Wahrscheinlichkeit für aa ist bei Aa mal Aa gleich 25 Prozent, also 1 : 4.
    2. Zwei unabhängige Nachkommen: 1 : 4 mal 1 : 4 = 1 : 16.
    3. 1 : 16 sind 6,25 Prozent.
    Ergebnis:
    6,25 %

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
    Wie oft tritt bei der Kreuzung Aa mal aa das rezessive Merkmal auf? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Aa liefert A und a.
    Lösung zeigen
    1. Aa liefert A und a.
    2. aa liefert nur a.
    3. Entstehen Aa und aa.
    Ergebnis:
    bei der Hälfte der Nachkommen
  2. ●14
    Welche 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
    Worin unterscheidet sich eine intermediäre Vererbung von einer Mischung zweier Farben? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Farben lassen sich nicht wieder trennen.
    2. Allele schon.
    Ergebnis:
    Bei intermediärer Vererbung bleiben die Allele erhalten und treten bei Kreuzungen der Nachkommen wieder getrennt auf.

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

Ein Stammbaum zeigt: Jede erkrankte Person hat mindestens ein erkranktes Elternteil. Welcher Erbgang ist wahrscheinlich? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Dominante Krankheiten springen keine Generation.
  2. Ein Elternteil muss das Allel tragen und krank sein.
  1. Dominante Krankheiten springen keine Generation.
  2. Ein Elternteil muss das Allel tragen und krank sein.
Ergebnis:
dominant

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
    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

Was ist eine Mutation? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Mutationen sind meist zufällig.
  2. Sie können Folgen haben, müssen es aber nicht.
  1. Mutationen sind meist zufällig.
  2. Sie können Folgen haben, müssen es aber nicht.
Ergebnis:
eine Veränderung der Basenfolge der DNA

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
    Woraus bestehen Proteine? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Aminosäuren werden zu Ketten verknüpft.
    Lösung zeigen
    1. Aminosäuren werden zu Ketten verknüpft.
    2. Die Kette faltet sich zum Protein.
    Ergebnis:
    aus Aminosäuren
  2. ●20
    Was legt die Basenfolge eines Gens fest? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Drei Basen codieren eine Aminosäure.
    2. Die Folge der Aminosäuren ergibt das Protein.
    Ergebnis:
    die Reihenfolge der Aminosäuren im Protein
  3. ★21
    Eine Mutation löscht in einem Gen eine einzelne Base. Warum ist diese Mutation oft besonders schwerwiegend? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Der Code wird in Dreiergruppen gelesen.
    2. Eine fehlende Base verschiebt den Raster.
    3. Das nennt man Rasterschub.
    Ergebnis:
    Alle folgenden Tripletts verschieben sich, die Aminosäurefolge ändert sich ab dieser Stelle.

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

EntdeckenFrage

Woher kommt das Insulin für Menschen mit Diabetes?

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

Auflösung

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

MerkenGentechnik bewerten

Gentests zeigen Wahrscheinlichkeiten, keine sicheren Schicksale.

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

BeispielGentechnik bewerten

Was 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
    Bei welcher Krankheit ist ein positiver Gentest eine sichere Vorhersage? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die Huntington-Krankheit wird dominant vererbt.
    Lösung zeigen
    1. Die Huntington-Krankheit wird dominant vererbt.
    2. Bei den meisten Krankheiten wirken viele Faktoren.
    Ergebnis:
    bei der Huntington-Krankheit, die mit hoher Sicherheit ausbricht, wenn das Allel vorliegt
  2. ●23
    Warum ist es sinnvoll, bei der Bewertung von Gentechnik Chancen und Risiken getrennt zu sammeln? Begründe die Wahl.
    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.
  3. ★24
    Warum ist die Aussage „Gene sind unser Schicksal“ fachlich falsch? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Zwillingsstudien zeigen Einfluss beider Seiten.
    2. Die meisten Merkmale entstehen aus Zusammenspiel.
    Ergebnis:
    Gene legen Veranlagungen fest, Umwelt und Zufall beeinflussen, was sich zeigt.

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Eine Eizelle und ein Spermium bringen je 23 Chromosomen mit. Wie viele hat die befruchtete Eizelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. 23 plus 23 sind 46.
    2. Die Zygote hat wieder den doppelten Satz.
    Ergebnis:
    46
  2. ●26
    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
    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 Samen: 50 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    50 %
  3. ●27
    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
  4. ●28
    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
  5. ●29
    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.
  6. ●30
    Was ist ein Allel? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Von jedem Gen gibt es oft mehrere Varianten.
    2. Jede Variante ist ein Allel.
    Ergebnis:
    eine Variante eines Gens

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
    Wo liegt die DNA einer menschlichen Körperzelle hauptsächlich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    im Zellkern, verpackt in Chromosomen

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

    32
    Was geschieht vor der Mitose in der S-Phase? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Die DNA wird verdoppelt.

  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 gelbe Samen?
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    75 %

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

    35
    Wie oft tritt bei der Kreuzung Aa mal aa das rezessive Merkmal auf? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    bei der Hälfte der Nachkommen

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

    36
    Wie hoch ist das Risiko, dass das Kind einer Trägerin (Aa) und eines gesunden Mannes (AA) erkrankt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    0 Prozent

  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 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. Thymin
  2. 46, also 23 Paare
  3. Sie passt so in den Zellkern und lässt sich bei der Zellteilung gut verteilen.
  4. nach der Verdopplung der DNA vor der Teilung
  5. vier Keimzellen mit halbem Chromosomensatz
  6. die Mitose, denn es entstehen erbgleiche Körperzellen
  7. Eizelle und Spermium verschmelzen, die Zygote hat wieder den vollen Satz.
  8. Eineiige entstehen aus einer befruchteten Eizelle und sind erbgleich, zweieiige aus zwei Eizellen und sind genetisch verschieden wie Geschwister.
  9. Bei der Meiose werden die Chromosomen zufällig verteilt und Stücke getauscht, jede Keimzelle ist anders.
  10. 0 %
  11. 0 %
  12. 6,25 %
  13. bei der Hälfte der Nachkommen
  14. nur 0
  15. Bei intermediärer Vererbung bleiben die Allele erhalten und treten bei Kreuzungen der Nachkommen wieder getrennt auf.
  16. Jedes erkrankte Kind hat mindestens einen erkrankten Elternteil.
  17. rezessiv
  18. Jungen haben nur ein X und kein zweites Allel, das das Krankheitsallel überdecken könnte.
  19. aus Aminosäuren
  20. die Reihenfolge der Aminosäuren im Protein
  21. Alle folgenden Tripletts verschieben sich, die Aminosäurefolge ändert sich ab dieser Stelle.
  22. bei der Huntington-Krankheit, die mit hoher Sicherheit ausbricht, wenn das Allel vorliegt
  23. So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.
  24. Gene legen Veranlagungen fest, Umwelt und Zufall beeinflussen, was sich zeigt.
  25. 46
  26. 50 %
  27. ein Viertel
  28. 50 Prozent
  29. Die Blutzellen von Trägern sind für den Malaria-Erreger ungünstig, sie überleben besser.
  30. eine Variante eines Gens
  31. im Zellkern, verpackt in Chromosomen
  32. Die DNA wird verdoppelt.
  33. Das Kind ist ein Junge (XY).
  34. 75 %
  35. bei der Hälfte der Nachkommen
  36. 0 Prozent
  37. Nein, viele haben keine Folge, einige schaden, wenige nützen.
  38. Die Werte benennen, nach denen man abwägt, zum Beispiel Gesundheit und Umwelt.