Erwin Graf

Genetik an

Stationen

DNA

Erwin Graf

Sekundarstufe I

Genetik

Downloadauszug

aus dem Originaltitel:

Erwin

Sekundarstu

DDownloadauszug DDownloadauszug

aus dem Originaltittel:

u

GrGrGGG afa

uufufufufu e II

Genetik an Stationen

DNA

http://www.auer-verlag.de/go/dl7653

Dieser Download ist ein Auszug aus dem Originaltitel

Über diesen Link gelangen Sie zur entsprechenden Produktseite im Web.Genetik

Inhalt

Hinweise für das Lernen an Stationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2

Übersicht über die Stationen mit Laufzettel . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3

Test zum Thema „Genetik“ . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4

Station 1: DNA – die Säure, aus der die Gene sind . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 5

Station 2: Vom Gen zum Merkmal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6

Station 3: Ein Modell der DNA selbst herstellen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8

Lösungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Bildnachweis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

. .

. . . . . . . .

. . .

. . . . . . . . .

2

Erw

in G

raf:

Gen

etik

– L

erne

n an

Sta

tione

n im

Bio

logi

eunt

erric

ht©

Aue

r Ve

rlag

– A

AP

Lehr

erfa

chve

rlage

Gm

bH, D

onau

wör

th

1. Arbeitet mit eurem Partner oder in Kleingruppen (3er-, 4er- oder 5er-Gruppen) zusam-men an den Stationen und unterstützt euch gegenseitig.

2. Geht mit den Materialien an den Stationen sorgfältig um.

3. Holt euch zu Beginn der Stationenarbeit die benötigten Materialien von ihrem Aufbe-wahrungsort (z. B. Wandschrank, Laborwagen) bzw. bearbeitet die Stationen am jewei-ligen Tisch, wo die Station aufgebaut ist bzw. am Platz, den euer Lehrer / eure Lehrerin euch zugewiesen hat.

4. Bringt die Materialien nach beendeter Arbeit an der Station wieder an den vorgese-henen Platz zurück bzw. legt die Materialien am vorgesehenen Platz so bereit, dass die nächste Schülergruppe zügig mit der Arbeit beginnen kann.

5. Achtet darauf, dass die Materialien stets vollzählig sind und in gutem Zustand bleiben. Meldet eurem Lehrer / eurer Lehrerin, wenn die Stationsmaterialien unvollständig sind.

6. Bearbeitet die Aufgaben an den Stationen sorgfältig und zügig.

7. Notiert (protokolliert) eure Ergebnisse übersichtlich, vollständig und optisch anspre-chend.

8. Fertigt eure Skizzen mit einem spitzen Bleistift mittlerer Härte (Empfehlung: HB) an.

9. Versucht die auftretenden Fragen und Probleme möglichst in der Kleingruppe selbst-ständig zu lösen. Kommt ihr dennoch bei bestimmten Aufgaben nicht weiter, so wendet euch an die Lehrperson.

10. Füllt das „Arbeitsprotokoll“ auf dem Laufzettel bei jeder Stationenarbeit so aus, dass ihr einen Überblick über die bereits bearbeiteten Stationen und die dafür benötigte Zeit habt.

... und nun viel Freude und Erfolg!

Hinweise für das Lernen an Stationen

protokk über d

en udennoch

f dem Laufzs be

robleme mögi bestimmten

erer Härte

ichst inA

(Emp

nd opti ch anspre-tänd

en. nd.

9. Vestäeuc

1

igt eure Sk

rsucht die adig zu lö

ert) eure E

izzen mit ein

den Statione

gebnisse übe

tets vwenn

n sorg

ählig sind udie Stationsm

lti

enen Pkann.

nd in guteateria

er

er an den voatz so bereit,

3

Erw

in G

raf:

Gen

etik

– L

erne

n an

Sta

tione

n im

Bio

logi

eunt

erric

ht©

Aue

r Ve

rlag

– A

AP

Lehr

erfa

chve

rlage

Gm

bH, D

onau

wör

th

Übersicht über die Stationen mit Laufzettel

Name: Klasse: Datum:

Station Name Datum Dauer (in Min.)

Zusammen-arbeit mit …

Bemerkungen Kontrolle

1 DNA – die Säure, aus der die Gene sind

2 Vom Gen zum Merkmal

3 Ein Modell der DNA selbst herstellen

4

Erw

in G

raf:

Gen

etik

– L

erne

n an

Sta

tione

n im

Bio

logi

eunt

erric

ht©

Aue

r Ve

rlag

– A

AP

Lehr

erfa

chve

rlage

Gm

bH, D

onau

wör

th

Datum: Klasse/Lerngruppe: erreichbare Punktzahl: 5

Name: erreichte Punktzahl:

Test zum Thema „Genetik”

Vortest am Nachtest am

1. Entscheide bei den folgenden Aussagen, ob sie richtig oder falsch sind. (5 P.)Kreuze dazu in der betreffenden Spalte RICHTIG oder FALSCH an.

Nr. Aussage RICHTIG FALSCH

1 In der DNA befinden sich die Chromosomen.

2 Gene sind bestimmte Abschnitte auf der DNA.

3Die DNA besteht aus einem spiralig gewundenen Doppelfaden, den man auch Doppelhelix nennt.

4 Die DNA ist ein langes chemisches Molekül (Makromolekül).

5Jeweils vier Basen sind in der DNA miteinander zu einer Informations einheit verbunden.

6 Die vier Basen in der DNA sind: Adenin, Adrenalin, Thymin, Thymian.

7Die Erbinformation ist durch die Abfolge der vier verschiedenen Basen verschlüsselt.

8 Alle Lebewesen enthalten DNA als Erbinformation.

9 Eine unbefruchtete Eizelle beim Menschen hat 46 Chromosomen.

10Eine menschliche Samenzelle und eine menschliche Eizelle haben jeweils 23 Chromosomen.

10

nbefru

Eine menschlichehromosomen.

ntha

htete E

Sam

die Abfolge

als Erbinforma

enalin, Thym

vier verschiede

ormat

n, Thymian

ns einh t

6

7

verbunde

Die vier Bas

Die Erb

langes chem

vier Basen sind in der

alig gewu

ches Molekül

r DNA

denen Doppelfad

HTIG

5

Erw

in G

raf:

Gen

etik

– L

erne

n an

Sta

tione

n im

Bio

logi

eunt

erric

ht©

Aue

r Ve

rlag

– A

AP

Lehr

erfa

chve

rlage

Gm

bH, D

onau

wör

th

Name: Klasse: Datum:

In der befruchteten Eizelle (Zygote), aus der wir uns entwickelt haben, befanden sich bereits alle unsere Erbanlagen (Gene). Seit fast 100 Jahren weiß man, dass die Gene in den Chromosomen liegen.An dieser Station lernt ihr den Stoff kennen, aus dem die Gene bestehen: die DNA.

Material: Schulbuch, räumliches DNA-Modell aus der Biologiesammlung, ggf. Internet

Aufgaben

1. Die Erbinformation ist chemisch gesehen eine Säure, die meist mit den drei Buchstaben DNA abgekürzt wird. Wie heißt diese Substanz?

D acid Hinweis: engl. acid = Säure

2. In der Abbildung ist ein Chromosom mit der DNA stark vereinfacht dargestellt.

a) Sieh dir das räumliche Modell der DNA aus der Biologiesammlung und die Abbildung unten an und finde heraus, wie viele verschiedene chemische Stoffe am Aufbau der DNA beteiligt sind. Kreise die richtige Zahl ein:

2 4 6 8 10 15 20

b) Beschrifte die Abbildung und verwende dazu folgende Begriffe: Zentromer, verdichtetes Chromosom, Bausteinpaar einer „Sprosse“, DNA-Faden, Zucker-Phosphat-„Seil“

3. Die eigentliche Erbinformation, die von Lebewesen zu Lebewesen verschieden ist, wird durch vier organische Basen der DNA festgelegt.

a) Wie heißen die vier Basen und wie werden sie abgekürzt (Buchstabe)?

b) Wie viele verschiedene Basenpaare gibt es? Kreise die richtige Zahl ein.

1 2 3 4 5 6

c) Schreibe zwei Basenpaare (Bausteinpaare einer DNA-„Sprosse“) auf und verwende da-bei die Abkürzungen der Basen.

Station 1: DNA − die Säure, aus der die Gene sind

durch

a) Wie he

gentliche Erbvier organisch

eißen d

informe

nde Bden, Zuck

2

griffe: er-Pho

Zentromer,h t

nd die Abfe am Aufbau

2

ildung der

hromosom,

eise

die Abbildung unBausteinpaar

wie vieledie richtige Z

4 6

mit de

NA auversc

hl ei

DNA stark ve

der Biologiedene

d Hinwe

reinfacht

t den drei

eng

6

Erw

in G

raf:

Gen

etik

– L

erne

n an

Sta

tione

n im

Bio

logi

eunt

erric

ht©

Aue

r Ve

rlag

– A

AP

Lehr

erfa

chve

rlage

Gm

bH, D

onau

wör

th

Name: Klasse: Datum:

Es gibt viele Billionen verschiedene Bakterien – und nicht zwei Bakterien, die völlig gleich sind. Auch die Vielfalt der Pflanzen und Tiere sowie die Individualität der Menschen ist auf die unterschiedliche Zusammen-setzung der DNA bei den verschiedenen Lebewesen zurückzuführen.An dieser Station erhaltet ihr einen Einblick in die kom-plizierten Prozesse, wie die Gene zu bestimmten Merk-malen bei den Lebewesen führen.

Material: Biologiebuch, ggf. Biologie-Lexikon, ggf. Internet

Aufgaben

1. Ohne Eiweiße (Proteine) gibt es kein Leben. Proteine sind an allen Stoffwechselprozessen im Körper beteiligt. Streiche in der folgenden Aufzählung die Begriffe und Sachverhalte, bei denen Proteine keine Rolle spielen.

Enzyme – Haare – Blutgerinnung – Stärke – Verdauung – Wachstum – Mitose – Meiose – Zell-teilung – Lernen – Sonnenbräunung – Fetttropfen – Muskelkontraktion

2. Kreuze an, welche der folgenden Aussagen auf Proteine zutrifft. Proteine …

sind riesige Moleküle (Makromoleküle). bestehen aus Zucker. bestehen aus Aminosäuren. sind temperaturempfindlich. können nicht gerinnen. befinden sich nur im Zellkern einer Zelle. sind verschieden aufgebaut, setzen sich aber nur aus etwa 20 verschiedenen Aminosäu-ren zusammen.

sorgen dafür, dass in der Zelle auftretende „Fehler“ meist schnell „repariert“ werden.

3. In der folgenden Abbildung sind Modelle von jeweils einem Zuckermolekül, einem Ei-weißmolekül und einem Fettmolekül schematisch dargestellt. Ordne den Molekülen die korrekten Begriffe zu.

Fettmolekül Zuckermolekül Proteinmolekül

Station 2: Vom Gen zum Merkmal

so

n der folweißmo

schiedn zusammengen dafür, das

inn nur imen auf

.

ein

ne zut

ntra

fft.

Mitoseion

und Sachver

– Meiose – Zechstkont

zessen halte,

b

ine … sind riesige Mbestehen au

h

gerinnuSonnenbräu

elche der folgend

ekü

er folge spielen.

ng – Stärke – Vung – Fet

eben. nden

d

roteine sindAufzählun

7

Erw

in G

raf:

Gen

etik

– L

erne

n an

Sta

tione

n im

Bio

logi

eunt

erric

ht©

Aue

r Ve

rlag

– A

AP

Lehr

erfa

chve

rlage

Gm

bH, D

onau

wör

th

4. Die Erbinformation eines Lebewesens ist durch (1) die Chromosomenanzahl, (2) die Länge der DNA in den verschiedenen Chromosomen und (3) die Reihenfolge der Basen in den Genen, d. h. der DNA, festgelegt. Die DNA kann jedoch den Zellkern nicht verlassen. Die lebenswichtigen Proteine, insbesondere auch die Enzyme, werden aber im Zellplasma an den Ribosomen synthetisiert. Diesen Prozess nennt man Protein-Biosynthese.Ordne die Textbausteine den einzelnen Teilen der Abbildung zu, in der der sehr komplizierte Prozess der Protein-Biosynthese stark vereinfacht dargestellt ist.

Schema:

Chromosom

DNA

Histon

DNA-Doppelstrang

Boten-RNA

Kernpore

Kernhülle

Kette von Aminosäure

Boten-RNA

Ribosom

Träger-RNA mit Amino-säure Vorstufe des

Farbstoffes (farblos)

Farbstoff

Enzym

Zellkern

Umwandlung

Zellplasma

DNA

RNA

Protein

ZellkernZellplasma

DNA

Ribosom

Boten-RNA

Transport ins Zellplasma

RNA

wachsende Aminosäurekette

Ein Ribosom (auch „Eiweißfabrik der Zelle“ genannt) im Zellplasma wandert an der m-RNA entlang und bildet ein Eiweißmolekül (z. B. ein Enzymmolekül). Diesen Vorgang der Proteinsynthese am Ribosom nennt man Translation.

Das neu hergestellte Proteinmolekül verlässt das Ribosom und übernimmt eine bestimmte Funktion etwa bei der Herstellung von Farbstoffen in unserer Haut. Auf diese Weise erhaltenwir zum Beispiel unsere Hautfarbe.

Der DNA-Doppelstrang im Zellkern spaltet sich auf, die Erbinformation wird abgelesen und ein Botenmolekül gebildet. Dieses Botenmolekül mit der abgelesenen Information nennt man Boten-RNA (m-RNA).Diesen Vorgang nennt man Transkrip-tion.

Die Boten-RNA wandert mit der abgele-senen Information durch eine Kernpore aus dem Zellkern heraus und heftet sich an ein Ribosom an.

Überträgermoleküle, Transport-RNA (t-RNA) genannt, bringen Aminosäuren aus dem Zell plasma zu den Ribosomen.VorstVV

Farbstoffefe de

sauan

wir zum

Die Boten-Rnen Infor

dem

f dieseispiel

A w

ununktion

FarbsWeise erhalteunsere Hautf

oteinmolekül übernimmt

twa bei der in unse

stimllung

NA

vonn

Ribosom

minosäu

m nenn

weZellpla

g und bB. ein Enzym

der Proteinsyntman Translation

8

Erw

in G

raf:

Gen

etik

– L

erne

n an

Sta

tione

n im

Bio

logi

eunt

erric

ht©

Aue

r Ve

rlag

– A

AP

Lehr

erfa

chve

rlage

Gm

bH, D

onau

wör

th

Name: Klasse: Datum:

Die DNA ist ein kompliziert aufgebautes Makromolekül (Riesenmolekül) und die Erbsubstanz aller Lebewesen – ob Bakterien, Pilze, Forelle oder Mensch. An dieser Station könnt ihr ein Modell eines DNA-Moleküls anfertigen und euch so besser vorstellen, wie die DNA aufgebaut ist.

Diese Station solltet ihr erst dann bearbeiten, wenn ihr mindestens die Pflichtstationen zum Auf-bau der DNA sowie die Station zur Entdeckungsgeschichte der DNA (durch Watson und Crick) bearbeitet habt.

Material: Biologiebücher, DNA-Modell aus der Biologiesammlung, Vorlage DNA-Modellteile, Schere, Buntstifte, Klebstoff

Aufgaben:

1. Schneidet die 24 Puzzleteile an den gestrichelten Linien sorgfältig aus.

2. Setzt die Puzzleteile zu einem DNA-Modell zusammen und klebt sie dann auf.

3. Malt die Phosphorsäure (¡) mit hellblauer Farbe und den Zucker Desoxiribose ( ) mit dunkelblauer Farbe an.

4. Malt die Modelle für die vier verschiedenen Basen Adenin (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C) mit folgenden Farben an: A à Rot; T à Grün; G à Gelb; C à Orange.

5. Vergleicht euer Modell mit dem eurer Mitschüler. Welche Gemeinsamkeiten und welche Unterschiede stellt ihr fest?

Cytosin Adenin Guanin Thymin

Phosphorsäure

Desoxyribose�

�

�

Station 3: Ein Modell der DNA selbst herstellen

denin G

chüler. W

n (AGrün; G

Welche Gem

, Thymà Gel

ein

Desox

min (T), Gua; Cà

nn auf.

xiribose ( ) m

n

5. VeUnt

n (C) mi

gleicht euer erschiede st

(¡)an.

delle für die vier vet folgenden Far

del

NA-Mod

mit hellblaue

h

striche

ll zus

Far

ten Linien so

mmen

g

fä

rlage DNA-M

9

Lösu

ng

en

Erw

in G

raf:

Gen

etik

– L

erne

n an

Sta

tione

n im

Bio

logi

eunt

erric

ht©

Aue

r Ve

rlag

– A

AP

Lehr

erfa

chve

rlage

Gm

bH, D

onau

wör

th

1. Desoxiribonucleinacid

2. a) Richtige Zahl: 6

b)

3. a) Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G), Thymin (T)b) Richtige Zahl: 2c) A–T und C–G (mehr als 2 verschiedene Basenpaare gibt es in der DNA nicht)

Zentromer DNA-Faden

Zucker-Phosphat-”Seil“

Bausteinpaar einer ”Sprosse“

verdichtetes Chromosom

Station 1: DNA – die Säure, aus der die Gene sind Lösungen

1.Nr. Aussage RICHTIG FALSCH

1 In der DNA befinden sich die Chromosomen. ×

2 Gene sind bestimmte Abschnitte auf der DNA. ×

3Die DNA besteht aus einem spiralig gewundenen Doppelfaden, den man auch Doppelhelix nennt. ×

4 Die DNA ist ein langes chemisches Molekül (Makromolekül). ×

5Jeweils vier Basen sind in der DNA miteinander zu einer Informations einheit verbunden. ×

6 Die vier Basen in der DNA sind: Adenin, Adrenalin, Thymin, Thymian. ×

7Die Erbinformation ist durch die Abfolge der vier verschiedenen Basen verschlüsselt. ×

8 Alle Lebewesen enthalten DNA als Erbinformation. ×

9 Eine unbefruchtete Eizelle beim Menschen hat 46 Chromosomen. ×

10Eine menschliche Samenzelle und menschliche eine Eizelle haben jeweils 23 Chromosomen. ×

Test zum Thema „Genetik“ Lösung

a) Adenin) chtige Za

–T und C–

A), Cytosin (C)hl: 2

esmosom

NA-Faden2. a) Rich

Zen

onucleinaci

ige Za 6

romer

e Säure, aus de die G

hliche

omosom

e Eizelle haben jeweils

×

×

10

Lösu

ng

en

Erw

in G

raf:

Gen

etik

– L

erne

n an

Sta

tione

n im

Bio

logi

eunt

erric

ht©

Aue

r Ve

rlag

– A

AP

Lehr

erfa

chve

rlage

Gm

bH, D

onau

wör

th

DNA

RNA

Protein

Der DNA-Doppelstrang im Zellkern spaltet sich auf, die Erbinformation wird abgelesen und ein Botenmolekül gebildet. Dieses Botenmolekül mit der abgelesenen Information nennt man Boten-RNA (m-RNA).Diesen Vorgang nennt man Transkription.

Die Boten-RNA wandert mit der abgelesenen Information durch eine Kernpore aus dem Zell-kern heraus und heftet sich an ein Ribosom an.

Überträgermoleküle, Transport-RNA (t-RNA) genannt, bringen Aminosäuren aus dem Zell-plasma zu den Ribosomen.

Ein Ribosom (auch „Eiweißfabrik der Zelle“ genannt) im Zellplasma wandert an der m-RNA entlang und bildet ein Eiweißmolekül (z. B. ein Enzymmolekül). Diesen Vorgang der Protein-synthese am Ribosom nennt man Translation.

Das neu hergestellte Proteinmolekül verlässt das Ribosom und übernimmt eine bestimmte Funktion etwa bei der Herstellung von Farbstof-fen in unserer Haut. Auf diese Weise erhaltenwir zum Beispiel unsere Hautfarbe.

Chromosom

DNA

Histon

DNA-Doppelstrang

Boten-RNA

Kernpore

Kernhülle

Kette von Aminosäure

Boten-RNA

Ribosom

Träger-RNA mit Amino-säure Vorstufe des

Farbstoffes (farblos)

Farbstoff

Enzym

Zellkern

Umwandlung

Zellplasma

1. Enzyme – Haare – Blutgerinnung – Stärke – Verdauung – Wachstum – Mitose – Meiose – Zellteilung – Lernen – Sonnenbräunung – Fetttropfen – Muskelkontraktion

2. Proteine … sind riesige Moleküle (Makromoleküle). bestehen aus Zucker. bestehen aus Aminosäuren. sind temperaturempfindlich. können nicht gerinnen. befinden sich nur im Zellkern einer Zelle. sind verschieden aufgebaut, setzen sich aber nur aus etwa 20 verschiedenen Aminosäuren zusammen. sorgen dafür, dass in der Zelle auftretende „Fehler“ meist schnell „repariert“ werden.

3.

4.

Fettmolekül Zuckermolekül Proteinmolekül

Station 2: Vom Gen zum Merkmal Lösungen

Kernhüllee

vonn

rn

mit dBoten-

iesen V

Doie Erbinf

nmolekül geer abgelesen

NA (m-RNorgan

pelstranmation

ildet. Dn Inf

g im Zellkern wird abge

NA

DN

DNA-Do

Boten-

K

pelstrang

Pro molekül

en.

11

Lösu

ng

en

Erw

in G

raf:

Gen

etik

– L

erne

n an

Sta

tione

n im

Bio

logi

eunt

erric

ht©

Aue

r Ve

rlag

– A

AP

Lehr

erfa

chve

rlage

Gm

bH, D

onau

wör

th

Die DNA-Modelle haben alle gemeinsam, dass die beiden Strickleiterseile mit und � durchweg gleich sind. Ver-schieden ist allerdings die Aufeinanderfolge der Basen A, T, G und C.

Es gibt nur zwei mögliche Basenpaarungen: A – T sowie C – G.

Station 3: Ein Modell der DNA selbst herstellen Lösungen

12

Bildnachweis

S. 6 Familie © MEV 44014

Impressum

© 2016 Auer VerlagAAP Lehrerfachverlage GmbHAlle Rechte vorbehalten.

Das Werk als Ganzes sowie in seinen Teilen unterliegt dem deutschen Urheberrecht. Der Erwerberdes Werkes ist berechtigt, das Werk als Ganzes oder in seinen Teilen für den eigenen Gebrauchund den Einsatz im Unterricht zu nutzen. Die Nutzung ist nur für den genannten Zweck gestattet,nicht jedoch für einen weiteren kommerziellen Gebrauch, für die Weiterleitung an Dritte oder fürdie Veröffentlichung im Internet oder in Intranets. Eine über den genannten Zweck hinausgehendeNutzung bedarf in jedem Fall der vorherigen schriftlichen Zustimmung des Verlages.

Die AAP Lehrerfachverlage GmbH kann für die Inhalte externer Sites, die sie mittels eines Linksoder sonstiger Hinweise erreichen, keine Verantwortung übernehmen. Ferner haftet die AAPLehrerfachverlage GmbH nicht für direkte oder indirekte Schäden (inkl. entgangener Gewinne), dieauf Informationen zurückgeführt werden können, die auf diesen externen Websites stehen.

Autor: Erwin GrafIllustrationen: Karin Giegerich, Steffen Jähde, Hendrik Kranenberg, Frau Schüler, Inge WittigCovergestaltung: Daniel Fischer – Grafikdesign MünchenUmschlagfoto: ktsdesign/fotolia.com

www.auer-verlag.de

fachvhte vorbe

als Ganzes s ist berecnsatz

rlagerlage GmbHhalten.