Mutationen - Ursachen, Folgen und genetische Grundlagen

Mutationen

Gymnasium | Mittlere Schulformen

Biologie

9. | 10. Klasse

9 Unterrichtsstunden

Beschreibung

Das Verständnis von Mutationen ist ein zentrales Element für angemessene Vorstellungen zu verschiedenen Bereichen der Themengebiete Genetik und Evolution. Mutationen sind die wichtige Ausnahme von der Konstanz des genetischen Materials bei der Zellteilung und der Fortpflanzung über Generationen. In dieser Einheit erarbeiten sich Ihre Lernenden diese Zusammenhänge schrittweise.
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Kompetenzen

Klassenstufe:9, 10
Dauer:9 Unterrichtsstunden
Kompetenzen:Sachkompetenz, Kommunikationskompetenz, Bewertungskompetenz
Inhalt:Mutationen, Genetik, Erbkrankheiten, Chromosom, Mitose, Meiose, Trisomie 21, Mukoviszidose, Sichelzellenanämie, Genotyp, Phänotyp, DNA, Proteinsynthese, Erbgänge, Familienstammbäume.

Inhaltsangabe

1. Stunde

Thema:Der Zellkern enthält das genetische Material
M 1Wie entstehen Fellmerkmale bei Meerschweinchen?
M 2Lebewesen haben einen Bauplan
Benötigt:
  • Beamer/Whiteboard oder Dokumentenkamera

2. Stunde

Thema:Bau der Chromosomen und deren Verdopplung
M 3Neue Zellen erhalten Chromosomen mit Erbanlagen

3. Stunde

Thema:Mitose
M 4Der Zellteilung geht eine Kernteilung voraus
Benötigt:
  • ggf. Internetzugang für die Animation der Mitose
  • ggf. 1 digitales Endgerät pro Lernende
Schülerversuch: Mikroskopie eines Fertigpräparats
Dauer:Vorbereitung: 5 min, Durchführung: 15 min
Objekt:
  • Fertigpräparat: Längsschnitt Teilungszone in der Wurzelspitze der Küchenzwiebel mit angefärbten Chromosomen
Geräte:
  • Mikroskop
  • ggf. Kameraokular
  • Bleistift und Papier für die Zeichnung

4. Stunde

Thema:Karyogramm und Meiose des Menschen
M 5Der Chromosomensatz enthält Erbanlagen beider Eltern

5. Stunde

Thema:Proteinbiosynthese und Merkmalsausbildung
M 6DNA-Abschnitte auf Chromosomen führen zu Merkmalen
Benötigt:
  • ggf. 1 digitales Endgerät pro Lernende mit Internetzugang

6. Stunde

Thema:Mutationen und deren Auswirkungen
M 7Es gibt verschiedene Formen von Mutationen
Benötigt:
  • getrocknete Bohnensamen
  • Lineal
  • 5 Standzylinder (100 ml)

7. Stunde

Thema:Keimbahnmutationen und somatische Mutationen
M 8Mutationen in Körper- und Keimzellen wirken verschieden
Benötigt:
  • Beamer/Whiteboard für den Bildimpuls

8. Stunde

Thema:Stammbäume mit autosomaler Vererbung
M 9Stammbäume geben Aufschluss über die Vererbung

9. Stunde

Thema:Stammbäume mit gonosomaler Vererbung
M 10Manchmal hat das Geschlecht Einfluss auf die Vererbung
Benötigt:
  • ggf. Beamer/Whiteboard für den Bildimpuls

10. Stunde

Thema:Mendelsche Regeln – mono- und dihybrider Erbgang
M 11a/M 11bVererbung folgt Regeln
Benötigt:
  • ggf. 1 digitales Endgerät pro Lernende mit Internetzugang

11. Stunde

Thema:Polyploidisierung und Gentransfer
M 12Mutationen können nützlich sein
Benötigt:
  • Beamer/Whiteboard
  • 1 digitales Endgerät pro Lernende mit Internetzugang

Minimalplan

Die Materialien sind so konzipiert, dass sie weder vollständig noch genau in dieser Reihenfolge bearbeitet werden müssen. Für die Planung der Unterrichtseinheit bietet es sich an, die Materialien in der gewünschten Reihung anzuschauen und gegebenenfalls ergänzende Informationen einzuplanen, wenn sie dadurch notwendig werden, dass das Material mit entsprechenden Informationen entfallen soll. Konkrete Möglichkeiten zur Kürzung bestehen im Auslassen der Themen somatische Mutationen und Mosaikformen und ggf. im Verzicht auf die Besprechung der Besonderheiten bei gonosomaler Vererbung.

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