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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 verhält sich ein Gen zu einem Chromosom? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Ein Chromosom ist groß, ein Gen ein kleiner Abschnitt.
  2. Der Mensch hat etwa 20.000 Gene.
  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.

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
    Was ist ein Gen? Begründe die Wahl.
    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
  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

Was entsteht bei der Mitose? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Mitose dient dem Wachstum und der Erneuerung.
  2. Tochterzellen gleichen der Mutterzelle.
  1. Mitose dient dem Wachstum und der Erneuerung.
  2. Tochterzellen gleichen der Mutterzelle.
Ergebnis:
zwei erbgleiche Körperzellen mit dem vollen Chromosomensatz

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
    Eine menschliche Körperzelle hat 46 Chromosomen. Wie viele hat jede Tochterzelle nach der Mitose? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Die Mitose erhält den Satz.
    Lösung zeigen
    1. Die Mitose erhält den Satz.
    2. Beide Tochterzellen haben 46.
    Ergebnis:
    46
  2. ●5
    Wann entsteht ein Chromosom mit zwei Chromatiden? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die DNA wird in der S-Phase verdoppelt.
    2. Dann hängen zwei identische Chromatiden am Centromer.
    Ergebnis:
    nach der Verdopplung der DNA vor der Teilung
  3. ★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 ist das Geschlecht eines Kindes festgelegt, wenn ein Spermium mit Y-Chromosom die Eizelle befruchtet? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. XY ergibt männlich.
  2. Das Y kommt vom Vater.
  1. XY ergibt männlich.
  2. Das Y kommt vom Vater.
Ergebnis:
Das Kind ist ein Junge (XY).

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
    Wann bestimmt sich das Geschlecht eines Kindes? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Eizellen haben immer X.
    Lösung zeigen
    1. Eizellen haben immer X.
    2. Spermien tragen X oder Y.
    Ergebnis:
    bei der Befruchtung, je nachdem ob ein X- oder Y-Spermium die Eizelle erreicht
  2. ●8
    Welches Geschlechtschromosom trägt jede Eizelle? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Frauen haben zwei X-Chromosomen.
    2. Jede Eizelle erhält eines davon.
    Ergebnis:
    ein X-Chromosom
  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 Erbsen zeigt sich runde Samen dominant gegenüber runzelige Samen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen Aa und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat runde Samen?
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. runde Samen: 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. runde Samen: 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 runde Samen dominant gegenüber runzelige Samen. Es werden zwei Eltern mit den Genotypen aa und aa gekreuzt. Welcher Anteil der Nachkommen hat runzelige Samen?
    So fängst du an:
    Keimzellen von aa: a und a. Keimzellen von aa: a und a.
    Lösung zeigen
    1. Keimzellen von aa: a und a. Keimzellen von aa: a und a.
    2. Im Kreuzungsquadrat gibt es vier Felder, davon 4 mit aa.
    3. runzelige Samen: 100 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    100 %
  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 hohe Pflanzen?
    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. hohe Pflanzen: 50 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    50 %
  3. ★12
    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 4 mit aa.
    3. schwarzes Fell: 0 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    0 %

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

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.

ÜbenJetzt du

  1. ○13
    Rotblühende Wunderblumen mit RR werden mit weißblühenden WW gekreuzt. Welche Farbe haben alle Nachkommen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Bei intermediärer Vererbung zeigen Heterozygote ein Mischmerkmal.
    Lösung zeigen
    1. Bei intermediärer Vererbung zeigen Heterozygote ein Mischmerkmal.
    2. Rosa Blüten haben RW.
    Ergebnis:
    rosa, weil der Erbgang intermediär ist
  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
    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

Wie wird im Stammbaum eine erkrankte Frau gezeichnet? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Kreise sind Frauen.
  2. Quadrate sind Männer.
  3. Ausgefüllt heißt erkrankt.
  1. Kreise sind Frauen.
  2. Quadrate sind Männer.
  3. Ausgefüllt heißt erkrankt.
Ergebnis:
als ausgefüllter Kreis

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. ○16
    Zwei Träger einer rezessiven Krankheit bekommen Kinder. Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit für ein krankes Kind? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Aa mal Aa: 25 Prozent aa.
    Lösung zeigen
    1. Aa mal Aa: 25 Prozent aa.
    2. Das gilt für jedes Kind neu.
    Ergebnis:
    25 Prozent
  2. ●17
    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
  3. ★18
    Die Krankheit Mukoviszidose ist rezessiv. Eine Person ist gesund, ihr Bruder erkrankt. Mit welcher Wahrscheinlichkeit ist die Person Trägerin oder Träger? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Eltern sind Aa mal Aa.
    2. Gesunde Kinder: AA oder Aa im Verhältnis 1 : 2.
    3. Zwei von drei gesunden Kindern sind Träger.
    Ergebnis:
    zwei Drittel

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

Wo wird die Information der DNA in ein Protein übersetzt? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Die DNA bleibt im Kern.
  2. Eine Kopie als Boten-RNA wandert zu den Ribosomen.
  1. Die DNA bleibt im Kern.
  2. Eine Kopie als Boten-RNA wandert zu den Ribosomen.
Ergebnis:
an den Ribosomen im Cytoplasma

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
    Warum schützt das Sichelzellallel in einfacher Kopie vor schwerer Malaria? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    In Malariagebieten haben Träger einen Vorteil.
    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.
  2. ●20
    Was ist eine Punktmutation? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Punktmutationen verändern eine Base.
    2. Manche ändern die Aminosäure, andere nicht.
    Ergebnis:
    der Austausch einer einzelnen Base in der DNA
  3. ★21
    Warum nennt man den genetischen Code universell? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Das erlaubt Gentechnik über Artgrenzen.
    2. Es ist auch ein Beleg für gemeinsame Abstammung.
    Ergebnis:
    Fast alle Lebewesen übersetzen dieselben Basentripletts in dieselben Aminosäuren.

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

EntdeckenFrage

Woher kommt das Insulin für Menschen mit Diabetes?

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

Auflösung

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

MerkenGentechnik bewerten

Gentests zeigen Wahrscheinlichkeiten, keine sicheren Schicksale.

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

BeispielGentechnik bewerten

Wer darf nach dem Gendiagnostikgesetz über einen genetischen Test entscheiden? Begründe die Wahl.
Schritt für Schritt
  1. Das Gesetz schützt das Recht auf informationelle Selbstbestimmung.
  2. Arbeitgeber und Versicherer dürfen keine Tests verlangen.
  1. Das Gesetz schützt das Recht auf informationelle Selbstbestimmung.
  2. Arbeitgeber und Versicherer dürfen keine Tests verlangen.
Ergebnis:
die getestete Person selbst

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
    Was verändert die Gentechnik an Pflanzen? Begründe die Wahl.
    So fängst du an:
    Gentechnik greift in das Erbgut ein.
    Lösung zeigen
    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.
  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
    Eine Landwirtin überlegt, gentechnisch veränderten Mais anzubauen. Welche Frage gehört zur Sachebene? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Sachfragen lassen sich messen.
    2. Wertfragen beantwortet man mit Begründung.
    Ergebnis:
    Wie stark verändert sich der Ertrag im Vergleich zu normalem Mais?

Vermischte Übungen

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

Üben

  1. ●25
    Aus welchen Bausteinen besteht die DNA? Begründe die Wahl.
    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. ●26
    Wie viele Zellen entstehen aus einer Zelle bei einer vollständigen Meiose? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die Meiose besteht aus zwei Teilungen.
    2. Aus einer Zelle werden vier.
    Ergebnis:
    vier
  3. ●27
    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?
    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. Stummelflügel: 50 % der Nachkommen.
    Ergebnis:
    50 %
  4. ●28
    Wie hoch ist das Risiko, dass das Kind einer Trägerin (Aa) und eines gesunden Mannes (AA) erkrankt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. AA gibt nur A.
    2. Das Kind kann höchstens Träger sein.
    Ergebnis:
    0 Prozent
  5. ●29
    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
  6. ★30
    Warum gibt es mehr als 8 Millionen mögliche Keimzellen, wenn man Crossing-over berücksichtigt? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    1. Die 2²³ gelten ohne Austausch.
    2. Mit Austausch wird die Zahl praktisch unbegrenzt.
    Ergebnis:
    Durch den Austausch von Stücken entstehen zusätzlich neue Kombinationen innerhalb der Chromosomen.

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.

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.

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.

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 Allel? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    eine Variante eines Gens

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

    32
    Welche Teilung bildet Spermien und Eizellen? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    die Meiose

  3. Ich kann Meiose und Befruchtung als Quellen genetischer Vielfalt erklären.

    33
    Warum ähneln sich Geschwister, sind aber nicht gleich? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    Sie erhalten von beiden Eltern je eine zufällige Auswahl der Chromosomen.

  4. Ich kann die Mendelschen Regeln anwenden und Kreuzungen mit dem Kreuzungsquadrat berechnen.

    34
    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
    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
    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
    Wie heißt die Abschrift eines Gens, die zum Ribosom wandert? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    mRNA

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

    38
    Warum ist es sinnvoll, bei der Bewertung von Gentechnik Chancen und Risiken getrennt zu sammeln? Begründe die Wahl.
    Lösung zeigen
    Ergebnis:
    So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.

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. ein Abschnitt der DNA mit dem Bauplan für ein Protein
  3. Sie passt so in den Zellkern und lässt sich bei der Zellteilung gut verteilen.
  4. 46
  5. nach der Verdopplung der DNA vor der Teilung
  6. die Mitose, denn es entstehen erbgleiche Körperzellen
  7. bei der Befruchtung, je nachdem ob ein X- oder Y-Spermium die Eizelle erreicht
  8. ein X-Chromosom
  9. 2⁴, also 16
  10. 100 %
  11. 50 %
  12. 0 %
  13. rosa, weil der Erbgang intermediär ist
  14. Es zeigt sich schon, wenn nur ein Allel dafür vorhanden ist.
  15. Bei intermediärer Vererbung bleiben die Allele erhalten und treten bei Kreuzungen der Nachkommen wieder getrennt auf.
  16. 25 Prozent
  17. gesunde Personen mit einem gesunden und einem Krankheitsallel
  18. zwei Drittel
  19. Die Blutzellen von Trägern sind für den Malaria-Erreger ungünstig, sie überleben besser.
  20. der Austausch einer einzelnen Base in der DNA
  21. Fast alle Lebewesen übersetzen dieselben Basentripletts in dieselben Aminosäuren.
  22. Sie baut gezielt Gene ein, entfernt oder verändert sie.
  23. So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.
  24. Wie stark verändert sich der Ertrag im Vergleich zu normalem Mais?
  25. aus vier Basen: Adenin, Thymin, Guanin und Cytosin
  26. vier
  27. 50 %
  28. 0 Prozent
  29. 46, also 23 Paare
  30. Durch den Austausch von Stücken entstehen zusätzlich neue Kombinationen innerhalb der Chromosomen.
  31. eine Variante eines Gens
  32. die Meiose
  33. Sie erhalten von beiden Eltern je eine zufällige Auswahl der Chromosomen.
  34. 50 %
  35. 75 Prozent
  36. 0 Prozent
  37. mRNA
  38. So sieht man, was belegt ist, und kann begründet abwägen, was einem wichtiger ist.