Arbeitsblatt: Genetik

Biologie Genetik 3. Sek Ich und Du Vererbung der Merkmale 1. Aufgabe Überlege dir, ob die folgenden Aussagen wahr oder falsch sind. (w, f) 1 Beim Fressen von hochgelegenen Blättern der Bäume streckt die Antilope den Kopf nach oben, dabei wird ihr Hals immer länger. Sie gibt diese körperliche Eigenschaft an die Jungen weiter. Diese verlängern im Laufe ihres Lebens ihren Hals auch und geben diese Errungenschaft den Jungen weiter. So entwickelten sich aus einer Antilopenrasse über Jahre die Giraffen. 2 Wird einer weiblichen Maus der Schwanz abgeschnitten, so gebärt sie nur noch Jungen mit kurzen Schwänzen. 3 Der weiblichen und männlichen Maus werden die Schwänze abgeschnitten. Ein paar ihrer Jungen kommen mit kurzen Schwänzen auf die Welt. 4 Der weiblichen und männlichen Maus werden die Schwänze abgeschnitten. Deren Jungen werden wiederum die Schwänze abgeschnitten. Die Schwanzlänge wird von Generation zu Generation kürzer. 5 Mutter und Vater sind kurzsichtig und tragen eine Brille. Ihre Kinder sind auch kurzsichtig. 6 Kreuzt man eine rote und eine weisse Wunderblume so treten in der Nachkommenschaft rote, weisse und rosarote Blumen auf. Was sind Roller? Strecke deinem Nachbarn die Zunge heraus. Wir stellen nämlich fest, dass einige Mitschüler nicht in der Lage sind, ihre Zunge mit den seitlichen Rändern nach oben zu rollen, so sehr sie sich auch bemühen. Sie sind „Nicht-Roller. Die Schüler, die es können, nennen wir „Roller. 2. Aufgabe Stelle fest, ob dein Nachbar Roller ist oder nicht. Mache eine Zusammenstellung über deine Klasse. Trage dich zuerst in die Tabelle an der Wandtafel ein und übertrage diese, wenn sich alle eingetragen haben in deine untenstehende Tabelle. Total Knaben Prozent Mädchen Prozent Anzahl Schüler Anzahl Roller Anzahl Nicht-Roller Was fällt dir auf? Hängt die Fähigkeit zum Zungenrollen vom Geschlecht ab? Können es nur Mädchen oder Knaben? 3. Aufgabe Bist du Schmecker? Lege ein mit PTC (Phenylthiocarbamid) getränktes Papier auf die Zunge und stelle fest, ob du etwas bemerkst. Mache eine Zusammenstellung über deine Klasse. Trage dich zuerst in die Tabelle an der Wandtafel ein und übertrage diese, wenn sich alle eingetragen haben in deine untenstehende Tabelle. Total Knaben Prozent Mädchen Prozent Anzahl Schüler Anzahl Schmecker Anzahl Nicht-Schmecker Was fällt dir auf? Wie schmeckt es? Hängt die Fähigkeit das Schmecken von Phenylthiocarbamid vom Geschlecht ab? Können es nur Mädchen oder Knaben? Vererbung Die Auswertung von Familienchroniken und Ahnentafeln hat jedoch wichtige Hinweise auf die Vererbung bestimmter Merkmale gegeben. Es gibt Merkmale, die eindeutig durch Vererbung weitergegeben werden, wie: Zungenrollen, Blutgruppen, PTC-Schmeckfähigkeit, Farbwahrnehmung. Weiter weiss man, dass die dunkle Augenfarbe die helle überdeckt. Ebenso dominiert krauses Haar über welliges Haar und dies wiederum über glattes Haar. Viele Eigenschaften des Menschen sind sowohl durch die Vererbung, als auch durch den Einfluss der Umwelt bestimmt. 4. Aufgabe Untersuche die folgenden Merkmale bei dir und in deiner Familie. Einstieg Genetik – Gregor Mendel Die Genetik (Vererbungslehre) ist ein Aufgabengebiet der Biologie, welches sich mit der Weitergabe von Erbinformationen beschäftigt. Genetik umfasst sowohl den Aufbau als auch die verschiedenen Funktionen der Gene. Im 19. Jahrhundert lebte einst ein Mönch in Brünn, in der heutigen Tschechei. Da im Kloster jeder Mönch eine Aufgabe übernehmen musste, kümmerte er sich um den Gemüsegarten, denn Pflanzen waren sein Hobby. Sein Name war Gregor Mendel und seine Lieblinge waren die Erbsenpflanzen mit ihren schönen weißen, rosa oder roten Blüten und ihrem leckeren Früchten. Leider hatten manche Erbsen eine hässliche schrumpelige Oberfläche. Er sortierte diese für die Küche immer aus. Bild 1 Gregor Mendel experimentierte aber auch gerne und versuchte neue Sorten zu züchten. Er wusste, dass jede Erbsenpflanze sowohl weibliche als auch männliche Geschlechtsorgane besaß und auch Insekten den Transport der männlichen Pollen zu anderen Pflanzen übernahmen. Er spielte nun selbst Insekt und schloss andere Befruchtungsmöglichkeiten aus, indem er die Pflanzen sozusagen „kastrierte, d.h. die Staubblätter abschnitt und die Pollen selbst auf die Narbe, das weibliche Geschlechtsorgan der Pflanze gab. Dann stülpte er Tüten über die Blüten, damit er sicher sein konnte, dass er der „einzige Schöpfer blieb. Als er so die Pflanze mit der schrumpeligen Erbsenart mit einer Pflanze kreuzte, die glatte Erbsen produzierte war er überrascht: Alle Pflanzen hatten glatte Erbsen! Ein Wunder Gottes! Und von ihm hervorgerufen! Er war glücklich, die schrumpeligen Erbsen nicht mehr aussortieren zu müssen und züchtete mit den Pflanzen dieses Versuches weitere Erbsen auf die gleiche Art und Weise. Doch hatte nun Satan seine Hand im Spiel? Bild 2 Die Nachfahren seiner schönen glatten Erbsen erzeugten wieder schrumpelige Erbsen! Zwar nicht so viele wie vorher, aber es traten wieder welche auf! Nach vielen weiteren Versuchen auch mit anderen Pflanzen kam Mendel zu dem Entschluss, dass Satan ausgeschlossen werden kann. Genetik: Dominant – rezessive Vererbung Jede Art bringt ihresgleichen hervor. So gleichen die Kinder einer Familie in bestimmten Merkmalen ihren Eltern wie z.B. bezüglich Augenfarbe, Gangart, nicht aber Haarfarbe oder Musiktalent; sie sind zudem unterschiedlich im Verhalten, sie zeigen also Individualität. Die Erbinformationen für übereinstimmende und für unterschiedliche Merkmale werden von Generation zu Generation weitergegeben. Man bezeichnet diesen Vorgang als Vererbung. Sie dient zunächst der Arterhaltung. Am diesem Modell wird der erste Versuch Mendels erklärt: 1. Mendelsche Regel Man geht davon aus, dass nicht das beobachtbare Merkmal – also die weisse Blütenfarbe – an die Nachkommen weitergegeben wird, sondern nur eine Anlage für das Merkmal. Diese Anlage ist unsichtbar und wir als Gen bezeichnet. Es gibt für die weissen Erbsenblüten eine Anlage und für die roten Erbsenblüten. Diese nennt man Allele. Man kennzeichnet das Allel für das dominante (überdeckende) Merkmal mit einem grossen Buchstaben (A). Das rezessive (zurücktretende) Allel kennzeichnet man mit einem kleinen Buchstaben (a). Vereinfacht: Mendel prägt die Begriffe dominant und rezessiv diese Eigenschaften von Genen spielen bei der Vererbung von Merkmalen eine entscheidende Rolle. Gene kommen in Körperzellen in der Regel in Paaren vor. Ihre Kombination bestimmt die Ausprägung eines Merkmals. A: Allel für rote Blütenfarbe a: Allel für weisse Blütenfarbe AA: reinerbig dominant (rotblühend) aa: reinerbig rezessiv (weissblühend) Aa: mischerbig (rotblühend) 2. Mendelsche Regel Kreuzt man die Mischlinge der F1Generation untereinander, so treten in der F2-Generation auch die Merkmale der Eltern in einem festen Zahlenverhältnis wieder auf. Beim dominant-rezessiven Erbgang erfolgt die Aufspaltung im Verhältnis 3 1 (Spaltungsregel). Vereinfacht: Lexikon mit den wichtigsten Begriffen Gregor Mendel Entdeckte Vererbungsgesetzmäßigkeiten Erbsen Hülsenfrucht mit vielen Sorten. In großer Menge vorhanden. Parentalgeneration Elterngeneration Filialgeneration Tochtergeneration reinerbig Gleiches Merkmal für bestimmte Ausprägung. (Bsp. Blütenfarbe mischerbig Kann verschiedene Merkmale ausprägen aufgrund gemischter Gene. Selbstbefruchtung Eine Pflanze ist in der Lage Nachkommen zu zeugen. Dominant überdeckend bzw. vorherrschend (grosser Buchstabe) Rezessiv zurücktretend bzw. überdeckt (kleiner Buchstabe) Phänotyp äußeres Erscheinungsbild Genotyp Erbanlagen 5. Aufgabe Du hast vorhin die ersten beiden Mendelschen Regel kennengelernt. Formuliere in deinen eigenen Worten diese Gesetze. Uniformitätsregel (1. Mendelsches Gesetz) Spaltungsgesetz (2. Mendelsches Gesetz) Verhältnis der Phänotypen: . Verhältnis der Genotypen: . . 6. Aufgabe 1. Mendelsche Regel Fülle das Raster nach dem mendelschen Prinzip aus und male die Blüten korrekt an. A: Allel für weisse Blütenfarbe a: Allel für rote Blütenfarbe AA: reinerbig dominant (weissblühend) aa: reinerbig rezessiv (rotblühend) Körperzellen P-Generation Geschlechtzellen Gameten F1-Generation (genotyp) F1-Generation (phänotyp) AA aa Aufgabe 7 2. Mendelsche Regel Fülle das Raster nach dem mendelschen Prinzip aus und male die Blüten korrekt an. Pflanze Erbse: Merkmal Samenfarbe: gelb grün F1-Generation F2-Generation Genotyp Phänotyp Aufgabe 8 Bei Rindern ist die Farbe Schwarz dominant (S) gegenüber Braun (b). Welche Nachkommen können beim Kreuzen von zwei schwarzen Rindern auftreten? Zeichne die entsprechenden Kombinationsquadrate. Tier Tier Tier Tier Aufgabe 9 Eine braune Kuh wirft ein braunes Kalb. Was kannst du über den Stier sagen? Aufgabe 10 Eine schwarze Kuh wirft ein braunes Kalb. Was kannst du über den Stier und die Kuh sagen? Quellen Literatur und Aufgaben: Bilder: Bild 1: Bild 2: Natura, Biologie im Gundlagenfach an Maturitätsschulen, Klett und Balmer AG, Zug 2006, Bild 3: