Erwin Graf Genetik an Stationen DNA Sekundarstufe uf e I Erwin Graf Downloadauszug aus dem Originaltitel: netik
Genetik an Stationen DNA Dieser Download ist ein Auszug aus dem Originaltitel Genetik Über diesen Link gelangen Sie zur entsprechenden Produktseite im Web. http://www.auer-verlag.de/go/dl7653
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
Hinweise für das Lernen an Stationen 1. Arbeitet mit eurem Partner oder in Kleingruppen (3er-, 4er- oder 5er-Gruppen) zusammen 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 Aufbewahrungsort (z. B. Wandschrank, Laborwagen) bzw. bearbeitet die Stationen am jeweiligen Tisch, wo die Station aufgebaut ist bzw. am Platz, den euer Lehrer er / eure Lehrerin euch zugewiesen hat. 4. Bringt die Materialien nach beendeter Arbeit an der Station wieder er an den vorgesehenen Platz zurück bzw. legt die Materialien am vorgesehenen enen 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. en. Meldet eurem Lehrer / eurer Lehrerin, wenn die Stationsmaterialien ateria unvollständig sind. 6. Bearbeitet die Aufgaben an den Stationen n sorgfältig und zügig. 7. Notiert (protokolliert) eure Ergebnisse e übersichtlich, vollständig und optisch ansprechend. 8. Fertigt eure Skizzen mit einem spitzen Bleistift mittlerer Härte (Empfehlung: HB) an. 9. Versucht die auftretenden Fragen und Probleme möglichst in der Kleingruppe selbstständig zu lösen. Kommt ihr dennoch bei bestimmten mten 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! 2
Übersicht über die Stationen mit Laufzettel Name: Klasse: Datum: Station Name Datum Dauer (in Min.) 1 DNA die Säure, aus der die Gene sind 2 Vom Gen zum Merkmal 3 Ein Modell der DNA selbst herstellen Zusammenarbeit mit Bemerkungen Kontrolle 3
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. 3 Die DNA besteht aus einem spiralig gewundenen Doppelfaden, den man auch Doppelhelix nennt. 4 Die DNA ist ein langes chemisches ches Molekül (Makromolekül). 5 Jeweils vier Basen sind in der DNA miteinander zu einer Informations ns einheit verbunden. 6 Die vier Basen in der DNA sind: Adenin, Adrenalin, Thymin, Thymian. 7 Die Erbinformation ist durch die Abfolge der vier verschiedenen Basen verschlüsselt. 8 Alle Lebewesen enthalten DNA als Erbinformation. rma 9 Eine unbefruchtete Eizelle beim Menschen hat 46 Chromosomen. 10 Eine menschliche Samenzelle und eine menschliche Eizelle haben jeweils 23 Chromosomen. 4
Station 1: DNA die Säure, aus der die Gene sind 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 d 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 fe 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 aar einer Sprosse, DNA-Faden, Zucker-Phosphat- Seil h 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 dabei die Abkürzungen der Basen. 5
Station 2: Vom Gen zum Merkmal 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 Zusammensetzung der DNA bei den verschiedenen Lebewesen zurückzuführen. An dieser Station erhaltet ihr einen Einblick in die komplizierten Prozesse, wie die Gene zu bestimmten Merkmalen 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, halte, bei denen Proteine keine Rolle spielen. Enzyme Haare Blutgerinnung ng Stärke Verdauung Wachstum Mitose Meiose e Zellteilung Lernen Sonnenbräunung ung Fetttropfen Muskelkontraktionkont 2. Kreuze an, welche der folgenden Aussagen auf Proteine zutrifft. Proteine sind riesige ige Moleküle (Makromoleküle). bestehen aus Zucker. bestehen aus Aminosäuren. sind temperaturempfindlich. können nicht gerinnen. befinden sich nur im Zellkern einer Zelle. sind verschieden en aufgebaut, setzen sich aber nur aus etwa 20 verschiedenen Aminosäuren 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 Eiweißmolekül und einem Fettmolekül schematisch dargestellt. Ordne den Molekülen die korrekten Begriffe zu. Fettmolekül Zuckermolekül Proteinmolekül 6
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. Chromosom DNA Histon DNA DNA-Doppelstrang 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. Boten-RNA Kernpore Zellkern Kernhülle Kette von Aminosäure Ribosom RNA Das neu hergestellte Proteinmolekül verlässt das Ribosom und übernimmt mt eine bestimmte Funktion etwa bei der Herstellung von Farbstoffen in unserer Haut. Auf diese Weise erhalten wir zum Beispiel unsere Hautfarbe. Die Boten-RNA Awandert mit der abgelesenen Information durch eine Kernpore aus dem Zellkern heraus und heftet sich an ein Ribosom an. Boten-RNA Träger-RNA mit Aminosäure Schema: Zellplasma DNA RNA Vorstufe des Farbstoffes (farblos) Zellkern Farbstoff Enzym Umwandlung Zellplasma Transport ins Zellplasma wachsende Aminosäurekette Ribosom Boten-RNA Protein Überträgermoleküle, Transport-RNA (t-rna) genannt, bringen Aminosäuren aus dem Zell plasma zu den Ribosomen. 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. 7
Station 3: Ein Modell der DNA selbst herstellen 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 Aufbau der DNA sowie die Station zur Entdeckungsgeschichte der DNA (durch Watson und Crick) bearbeitet habt. Material: Biologiebücher, DNA-Modell aus der Biologiesammlung, g Vorlage DNA-Modellteile, Schere, Buntstifte, Klebstoff Aufgaben: 1. Schneidet die 24 Puzzleteile an den gestrichelten ten Linien sorgfältig aus. 2. Setzt die Puzzleteile zu einem DNA-Modell zusammen und klebt sie dann auf. 3. Malt die Phosphorsäure ( ) mit hellblauer lblaue Farbe und den Zucker Desoxiribose ( ) mit dunkelblauer Farbe an. 4. Malt die Modelle für die vier verschiedenen Basen Adenin n (A), Thymin (T), Guanin (G) und Cytosin (C) mit folgenden n Farben an: A à Rot; T à Grün; G à Gelb; ;Cà à Orange. 5. Vergleicht euer Modell mit dem eurer Mitschüler. Welche Gemeinsamkeiten ein und welche Unterschiede stellt ihr fest? Cytosin Adenin Guanin Thymin Phosphorsäure Desoxyribose 8
Test zum Thema Genetik Lösung 1. Nr. Aussage RICHTIG FALSCH 1 In der DNA befinden sich die Chromosomen. 2 Gene sind bestimmte Abschnitte auf der DNA. Lösungen 3 Die DNA besteht aus einem spiralig gewundenen Doppelfaden, den man auch Doppelhelix nennt. 4 Die DNA ist ein langes chemisches Molekül (Makromolekül). 5 Jeweils vier Basen sind in der DNA miteinander zu einer Informations einheit verbunden. 6 Die vier Basen in der DNA sind: Adenin, Adrenalin, Thymin, Thymian. 7 Die 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. 10 Eine menschliche Samenzelle und menschliche eine e Eizelle haben jeweils 23 Chromosomen. Station 1: DNA die Säure, aus der die Gene sind Lösungen 1. Desoxiribonucleinacidonucleinaci 2. a) Richtige ige Zahl: 6 b) Zentromer DNA-Faden Bausteinpaar einer Sprosse verdichtetes es Chromosom m Zucker-Phosphat- Seil 3. a) Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G), Thymin (T) b) Richtige Zahl: 2 c) A T und C G (mehr als 2 verschiedene Basenpaare gibt es in der DNA nicht) 9
1. Enzyme Haare Blutgerinnung Stärke Verdauung Wachstum Mitose Meiose Zellteilung Lernen Sonnenbräunung Fetttropfen Muskelkontraktion 2. Proteine 3. Station 2: Vom Gen zum Merkmal 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. en. Lösungen Lösungen Fettmolekül Zuckermolekül Proteinmolekül 4. Chromosom DNA Histon DNA DNA-Doppelstrang pelstrang Träger-RNA mit Aminosäure Der DNA-Doppelstrang Do pelstran im Zellkern spaltet sich auf, die Erbinformation wird abgelesen und ein Botenmolekül gebildet. Dieses Botenmolekül mit der abgelesenen n Information nennt man Boten-RNA (m-rna). Diesen Vorgang nennt man Transkription. Boten-RNA Kernpore Zellkern RNA Die Boten-RNA wandert mit der abgelesenen Information durch eine Kernpore aus dem Zellkern heraus und heftet sich an ein Ribosom an. Kernhülle Kette von Aminosäure Ribosom Boten-RNA Zellplasma Vorstufe des Farbstoffes (farblos) Farbstoff Enzym Umwandlung Überträgermoleküle, Transport-RNA (t-rna) genannt, bringen Aminosäuren aus dem Zellplasma zu den Ribosomen. Protein 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 erhalten wir zum Beispiel unsere Hautfarbe. 10
Station 3: Ein Modell der DNA selbst herstellen Die DNA-Modelle haben alle gemeinsam, dass die beiden Strickleiterseile mit und durchweg gleich sind. Verschieden ist allerdings die Aufeinanderfolge der Basen A, T, G und C. Es gibt nur zwei mögliche Basenpaarungen: A T sowie C G. Lösungen Lösungen 11
Bildnachweis S. 6 Familie MEV 44014 12
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