IV. Übungsaufgaben für die Jahrgangstufe 9 & 10

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1 IV. Übungsaufgaben für die Jahrgangstufe 9 & 10 Von der Erbanlage zum Erbmerkmal: 34) Welche Aufgaben haben Chromosomen? 35) Zeichne und benenne die Teile eines Chromosoms, wie sie im Lichtmikroskop während der Zellteilung sichtbar sind 36) Wie ist der Elementarfaden eines Chromosoms aufgebaut? 37) Wo im Chromosom ist die Erbinformation gespeichert? Wie konnte man das durch einen Mäuseversuch erkennen? 38) Beschreibe den Aufbau der DNA. 39) Wann erfolgt die Verdopplung des Chromosoms? 40) Beschreibe den Vorgang der DNA-Verdopplung. 41) Wo und wie ist die Erbinformation in der DNA verschlüsselt? 42) Welche Bedeutung haben Eiweiße bei der Ausprägung von Erbmerkmalen? 43) Beschreibe den Vorgang der Transkription. 44) Beschreibe den Vorgang der Translation. 45) Beschrifte folgende Schemazeichnung:

2 46) Ein gerade abgelesener DNA-Abschnitt enthält die Basenfolge ACTAGCTGG. Welche Basenfolge beinhaltet der entsprechende Abschnitt der m-rna? 47) Was ist ein Gen? 48) Welche Aminosäuren enthält das Eiweiß, das durch folgende Basen verschlüsselt ist? GUGACUCAUGGGUAUGCAAAAUAG Verwende die Codesonne! 49) Welche Unterschiede bestehen im Aufbau von DNA und RNA? 50) In welchen Organen unseres Körpers findet sich die größte Menge der Eiweiße? 51) Was ist eine Mutation? 52) Nenne vier Typen von Mutationen. 53a) Welche Veränderung liegt bei einer Polyploidie vor? Und welche zellulären Veränderungen bringt das in der Regel mit sich? b) Nenne ein Beispiel, wo eine Polyploidie genutzt wird! 54) Wie bezeichnet man die Mutation einer Trisomie? Welche Folgen haben Trisomien in der Regel? 55) Welche Veränderungen liegen bei Chromosomenmutationen vor? 56) Wie bezeichnet man eine Mutation, bei der einzelne Basen der DNA verändert sind?

3 Lösungen der Übungsaufgaben für die Jahrgangsstufe 9 & 10 Von der Erbanlage zum Erbmerkmal: 34) Chromosomen speichern die Erbinformation. 35) 36) Der Elementarfaden besteht aus DNA (=Desoxyribonucleinsäure), der umhüllt ist von Eiweiß. 37) Die Erbinformation ist in der DNA gespeichert. - Man hat Mäusen zwei verschiedene Stämme einer Bakterienart (Pneumokokken) eingespritzt. Ein Bakterienstamm A verfügte über eine schützende Kapsel und tötete die Mäuse. Dem anderen Stamm B fehlte diese Kapsel. Die Mäuse überlebten. Abgetötete Bakterien vom Stamm A konnten den Mäusen nicht schaden. Spritzte man aber den Mäusen abgetötete Bakterien des Stammes A und gleichzeitig lebende Bakterien des Stammes B ein, starben die Mäuse. Dieses geschah auch, wenn man den Mäusen lebende Bakterien vom Stamm B und Erbmaterial von Bakterien des Stammes A einspritzte, das zuvor mit Eiweiß abbauenden Enzymen behandelt worden war. War das Erbmaterial mit DNA abbauenden Enzymen behandelt, überlebten die Mäuse. In den toten Mäusen fanden sich Bakterien mit einer Kapsel. - Die kapsellosen Bakterien müssen also aus dem Erbmaterial der umkapselten Bakterien die Information gewonnen haben, wie man eine Kapsel aufbaut. Dieses war aber nur möglich, wenn nicht zuvor die DNA der Chromosomen sondern allenfalls das umhüllende Eiweiß zerstört worden war. Die DNA muss also die Erbinformation enthalten.

4 38) Die DNA hat die Form einer um die Längsachse gedrehten Strickleiter. Die Leiterholme bestehen aus dem Zucker Desoxyribose und einem Phosphatmolekül, die sich abwechseln. An den Zuckermolekülen hängen die Leitersprossen, die jeweils aus zwei organischen Basen bestehen. Dabei sind die Basen Adenin und Thymin stets gepaart. Ebenso sind die Basen Cytosin und Guanin gepaart und bilden eine Leitersprosse. 39) Die Chromosomen werden während der Interphase verdoppelt. 40) Der DNA-Faden reißt der Länge nach zwischen den gepaarten Basen auseinander. An die Einzelstränge lagern sich an die Basen komplementäre Basen (also Adenin an Thymin und Guanin an Cytosin). An diesen hängen jeweils ein Zuckerund ein Phosphatmolekül. Solche Bausteine nennt man Nucleotide. Diese schwimmen frei im Zellkern. so entstehen zwei völlig identische Doppelstränge. Aus einem Chromosom sind zwei erbgleiche Chromosomen geworden, die man als Schwesterchromatiden bezeichnet. Sie hängen zunächst noch am Centromer zusammen und werden erst während der eigentlichen Zellteilung getrennt. 41) Die Erbinformation ist in der Abfolge der Basen verschlüsselt. Jeweils drei aufeinanderfolgende Basen verschlüsseln eine Aminosäure. 42) Eiweiße sind oft Enzyme, die als Biokatalysatoren die verschiedensten Stoffwechselvorgänge steuern. 43) - Der DNA-Doppelstrang wird durch ein Enzym der Länge nach getrennt - An die freien Basen eines DNA-Einfachstranges lagern sich die komplementären Nucleotide. ( bestehend aus einer Base, Zucker und Phosphat) an. - Die Nucleotide werden miteinander verbunden so dass ein m-rna-strang entsteht. Dieses ist ein Einfachstrang und enthält den Zucker Ribose und statt Thymin die Base Uracil. - Diese Boten-RNA wird als m-rna bezeichnet (m = messanger). - Sie verlässt den Zellkern durch die Kernpore.

5 44) - Die m-rna wandert im Plasma zum Ribosom (= ort der Eiweißsynthese). - Im Plasma befinden sich t-rna-moleküle, aus denen drei organische Basen herausragen ( ein Basentriplett ). Dieses passt genau auf entsprechende Tripletts der m-rna. - Durch ein bestimmtes Enzym ist an die verschiedenen t-rna-moleküle je eine von 20natürlich vorkommenden Aminosäuren gebund en. - Sobald sich zwei t-rna-moleküle an die m-rna im Ribosom gebunden haben, werden die Aminosäuren aneinander gekoppelt. Durch Vorrücken der m-rna im Ribosom können weitere t-rna-moleküle gebunden und damit weitere Aminosäuren an den so entstehenden Eiweißfaden gebunden werden. - T-RNA-Moleküle, die ihre Aminosäure abgegeben haben, lösen sich vom Ribosom und werden neu beladen. 45) a) Enzym, b) DNA, c)zellkern, d) Kernpore, e) Boten-RNA, f) organische Base, g)ribosom, h) t-rna, i) Eiweißfaden, k) Aminosäure 46) UGAUCGACC 47) Gen = Erbanlage 48) Thr (Threonin), His (Histidin),Gly (GLycin), Tyr (Tyrosin), Ala (Alanin), Lys (Lysin) 49) Bei der DNA handelt es sich um einen Doppelstrang. Die RNA ist ein Einfachstrang, in dem statt des Zuckers Desoxyribose der Zucker Ribose eingebaut ist. Außerdem ist in der RNA die Base Thymin durch die Base Uracil ersetzt. 50) Große Mengen von Eiweißen bauen unsere Muskeln auf. 51) Mutation: Sprunghafte und dauerhafte Veränderung der Erbinformation 52) Polyploidie: Vervielfachung des gesamten Chromosomensatzes führt in der Regel zur Vergrößerung des Zellvolumens bei Weizen und Roggen (Getreide) sind auf diese Weise ertragreichere Sorten gezüchtet worden. 53) Trisomien werden als Heteroplidien bezeichnet. Sie sind meist nachteilig. - Die Krankheit Down-Syndrom ist ein Beispiel. 54) Bei Chromosomenmutation fehlen Teile eines Chromosoms oder an das Chromosom sind zusätzlich Teile eines anderen Chromosoms angewachsen.

6 55) Die Veränderung einzelner Basen, zusätzliche oder fehlende Basen führen zu einer Genmutation. 56) Die weiblichen Keimzellen sind die Eizellen. Sie werden in den Eierstöcken gebildet in der Zeit von der Pubertät bis zu den Wechseljahren. Durchschnittlich reift alle 4 Wochen eine Eizelle. Im Leben reifen somit höchstens Eizellen. Die Frau besitzt insgesamt Eianlagen. Die männlichen Keimzellen sind die Spermien. Sie werden in den Hoden gebildet in der Zeit von der Pubertät bis zum Lebensende. Durchschnittlich reifen 100 Millionen Spermien pro Tag. den.