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Was ist eine Stammbaumanalyse? (-r, Stammbaumanalyse, -n)

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Was ist eine Stammbaumanalyse? (-r, Stammbaumanalyse, -n)

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Ziel der Stammbaumanalyse ist es, anhand von phänotypischen Merkmalen auf den Genotyp und die Art der Vererbung zu schließen. Bei der Analyse werden bestimmte Vererbungsmuster gesucht, die das Auftreten von Merkmalen plausibel erklären können.

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Die Translation (engl. „translation"=Übersetzung) ist der zweite Schritt der Protheinbiosynthese. Hierbei wird die bei der Transkription produzierte Basensequenz der mRNA (messenger) in ein Protein übersetzt.

Immer drei Basen in bestimmter Anordnung (Basentriplett) codieren für eine Aminosäure. Die Basen können aus allen Kombinationen der vier Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil (in der DNA: Thymin) bestehen. Der in der DNA gespeicherte Bauplan wird verwendet um ein Protein zu bauen.

a) Anlagerung der Ribosomen an die mRNA

Die eigentliche Übersetzung einer mRNA in ein Protein findet in einem Ribosom statt. Dieses setzt mit seinen beiden Teilen an der mRNA an und beginnt diese vom 5´zum 3´Ende auszulesen, bis es das Startcodon(welches nicht zwingend am Anfang der mRNA liegt) AUG erreicht. Dort beginnt es mit der Translation.

Ein Ribosom hat drei Stellen für Codons. Erreicht die erste Stelle des Ribosomen nun das Startcodon, beginnt es mit der Translation, indem es das eine tRNA (transfer) mit der passenden Aminosäure und den Gegenbasen zum Startcodon mit der mRNA verbindet.

Nun bewegt sich das Ribosom ein Codon weiter, sodass das Startcodon sich nun auf der zweiten Stelle befindet. Das sich auf der ersten Stelle befindende Codon der mRNA wird wiederum mit einer tRNA und damit mit der zugehörigen Aminosäure verbunden.

Bei der nächsten Bewegung verbindet sich die Aminosäure, die sich auf der dritten Stelle befindet mit der, auf der zweiten Stelle. Die tRNA auf der dritten Stelle verlässt das Ribosom ohne Aminosäure.

Der ganze Vorgang wiederholt sich, bis das Ribosom ein Stoppcodon (UAA, UAG und UGA) erreicht. Diese müssen sich nicht am Ende der mRNA befinden. Ist die Translation beendet, lösen sich Ribosom, Protein und tRNA von der mRNA, das Ribosom zerfällt in seine Einzelteile.
Codesonne
Woher wissen wir eigentlich welches Codon in welche Aminosäure übersetzt wird? Dazu gibt es die Codesonne: An dieser kann von innen nach außen Abgelesen werden, welches Codon welche Aminosäure ergibt. Möchten wir zum Beispiel herausfinden, zu welcher Aminosäure das Codon AUG gehört, so beginnen wir innen bei der Base Adenin und folgen dem Pfad über Uracil und Guanin und erhalten die Aminosäure Methionin.

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Translation - 2. Schritt der Proteinbiosynthese - lernen mit Serlo!

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Die Translation (engl. „translation"=Übersetzung) ist der zweite Schritt der Protheinbiosynthese. Hierbei wird die bei der Transkription produzierte Basensequenz der mRNA (messenger) in ein Protein übersetzt. Immer drei Basen in bestimmter Anordnung (Basentriplett) codieren für eine Aminosäure. Die Basen können aus allen Kombinationen der vier Basen Adenin, Guanin, Cytosin und Uracil (in der DNA: Thymin) bestehen.

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Bei der Transkription (lat. transscribere = hinüberschreiben/umschreiben) werden die zur Proteinherstellung benötigten Informationen von der DNA in eine mRNA (messenger) umgeschrieben. Dies geschieht durch ein speziell dafür zuständiges Enzym, die RNA-Polymerase.

Die mRNA wird dazu benötigt, die Information aus dem Zellkern im Cytoplasma zu verwenden, weil dort der Ort der Proteinherstellung (= Translation) ist. Zudem können die Enzyme die notwendigen Herstellungsschritte nicht an der DNA ausführen, weshalb auch bei Prokaryoten (ohne Zellkern) eine RNA produziert wird.

Die DNA besteht aus zwei Strängen, dem Sense-Strang und dem Antisense-Strang. Transkribiert wird nur der Antisense-Strang(=codogener Strang). Um diesen zu erhalten, muss die DNA aufgetrennt werden.

Die RNA-Polymerase öffnet den DNA-Doppelstrang an einem Promotor (DNA-Sequenz mit spezifische Basenabfolge an einem Genanfang)

Die RNA-Polymerase bewegt sich in 5'-3'-Richtung an der DNA entlang. Am Matrizenstrang (=codogener Strang) lagern sich in 5'-3'-Richtung die komplementären RNA-Nukleotide mit den passenden Basen an und bilden eine mRNA. Die Nukleotide befinden sich bereits in der Nähe des Enzyms und werden nicht von diesem produziert.

Die RNA-Polymerase stößt auf eine Terminatorsequenz (spezifische Basenabfolge). Sie hält an und löst sich von der DNA. Die fertige mRNA verlässt den Kern durch eine Kernpore.

Die Proteinbiosynthese bei Eukaryoten und bei Prokaryoten ist im Prinzip gleich. Doch die synthetisierte mRNA fällt kürzer aus als der entsprechende DNA-Abschnitt. Generell setzen sich die Gene der Eukaryoten aus Exons und Introns zusammen, weshalb diese als Mosaikgene bezeichnet werden. Die Exons enthalten die genetische Information für die mRNA, wobei die Introns keine solche Information liefern.

Bei der Transkription wird das ganze Mosaikgen abgelesen, wodurch die prä-mRNA entsteht. In der Prozessierung entsteht dann die mRNA:

Ein spezielles Nukleotid ( Kappe) wird an das 5'-Ende der prä-mRNA als Schutz vor enzymatischen Abbau angefügt.

Spleißen: Die Intronabschnitte werden herausgeschnitten und die Exonabschnitte werden enzymatisch zusammengefügt.

Der Poly-A-Schwanz (100-200 Adenin-Nukleotide) wird an das 3'-Ende der mRNA gehängt, damit sich nicht mehrere RNAs aneinanderhängen.

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Transkription - 1. Schritt der Proteinbiosynthese - lernen mit Serlo!

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Bei der Transkription (lat. transscribere = hinüberschreiben/umschreiben) werden die zur Proteinherstellung benötigten Informationen von der DNA in eine mRNA (messenger) umgeschrieben. Dies geschieht durch ein speziell dafür zuständiges Enzym, die RNA-Polymerase. Die mRNA wird dazu benötigt, die Information aus dem Zellkern im Cytoplasma zu verwenden, weil dort der Ort der Proteinherstellung (= Translation) ist.

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Diese chemischen Bindungen nennt man auch Peptidbindungen. Dabei wird aus zwei Aminosäuren bei Abspaltung von Wasser ein Dipeptid. Ab 100 Aminosäuren spricht man von einem Polypeptid.
Es gibt insgesamt 20 verschiedene Aminosäuren, die sich jeweils in ihrem Rest unterscheiden. Damit besitzt jedes Protein eine spezifische Abfolge der unterschiedlichen Aminosäuren.

Funktion

Jedes Protein ist aufgrund seiner Struktur einzigartig. So können die Proteine sehr vielfältige Funktionen haben.

1) Enzyme

Enzyme sind Proteine, die chemische Reaktionen in der Zelle katalysieren.

2) Transportproteine

In allen bisher bekannten Zellen gibt es Transmembranproteine (Proteine, die in der Plasmamembran eingebettet sind), die Substanzen in die Zelle und aus der Zelle transportieren. Ein frei bewegliches Beispiel ist Hämoglobin, das Protein, das im Blut vorkommt und Sauerstoff transportiert.

3) Strukturproteine

Das Cytoskelett der Zelle besteht aus Proteinen. Außerdem gibt es Stützproteine in Knochen, Haar und Nägeln.

4) Regulatorische Proteine

Es gibt Proteine, die mit der DNA wechselwirken und die Aktivität der Gene steuern.

5) Immunproteine

Darunter zählen Antikörper , die für eine Immunreaktion verantwortlich sind.

6) Rezeptorproteine

Rhodopsin, ein Protein in der Netzhaut des Auges, kann optische Reize aufnehmen und weiterleiten.

7) Motorproteine

Aktin und Myosin kommen im Muskel vor und verursachen die Muskelkontraktion.

8) Speicherproteine

Solche Proteine kommen oft in Samen vor und dienen als eine Nährstoffquelle für das Wachstum während der Auskeimung.

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Proteine - Aufbau und Funktion - lernen mit Serlo!

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Diese chemischen Bindungen nennt man auch Peptidbindungen. Dabei wird aus zwei Aminosäuren bei Abspaltung von Wasser ein Dipeptid. Ab 100 Aminosäuren spricht man von einem Polypeptid. Es gibt insgesamt 20 verschiedene Aminosäuren, die sich jeweils in ihrem Rest unterscheiden. Damit besitzt jedes Protein eine spezifische Abfolge der unterschiedlichen Aminosäuren.

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Proteinbiosynthese bedeutet nichts anderes als die Synthese von Proteinen. Als Synthese wird die chemische Herstellung und als Protein Eiweiße bezeichnet. Das bedeutet folglich, dass bei der Proteinbiosynthese Eiweiß hergestellt wird.

Proteine herzustellen, ist für jede Zelle essenziell. Damit das reibungslos funktioniert, gibt es, wie in jeder Fabrik, einen genauen Plan, wann welcher Schritt auf welche Weise abläuft.

Mithilfe von den Ribosomen können diese Proteine hergestellt werden. Der ganze Vorgang der Proteinbiosynthese wird in zwei Phasen eingeteilt.

Die Transkription ist die erste Phase und ist wichtig für die Entstehung und den Transport der mRNA.

Bei der zweiten Phase, der Translation, bildet das Ribosom aus der mRNA eine Aminosäurekette (=Protein).

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Artikel

Quellen

E. Eckerskorn, H. Schauer, „Nautilus Biologie 9", Bayrischer Schulbuch Verlag, 2007

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Proteinbiosynthese: Proteine herstellen - lernen mit Serlo!

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Proteinbiosynthese bedeutet nichts anderes als die Synthese von Proteinen. Als Synthese wird die chemische Herstellung und als Protein Eiweiße bezeichnet. Das bedeutet folglich, dass bei der Proteinbiosynthese Eiweiß hergestellt wird. Proteine herzustellen, ist für jede Zelle essenziell. Damit das reibungslos funktioniert, gibt es, wie in jeder Fabrik, einen genauen Plan, wann welcher Schritt auf welche Weise abläuft.

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ANTON - the free learning app for school

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ANTON - the free learning app for school

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Wie hat man herausgefunden, wie die DNA repliziert wird? 

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Wie hat man herausgefunden, wie die DNA repliziert wird? 

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Versuche von Griffith & Avery - Entdeckung der DNA - Experiment Durchführung, Erklärung & Ergebnisse

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"Mir ist, als gestehe ich einen Mord", schrieb der britische Naturforscher Charles Robert Darwin in seinem wohl bekanntesten Werk. Denn zu Darwins Zeit, Mitte des 19. Jahrhunderts, glaubten die meisten Menschen, dass Gott die Erde im Jahr 4004 vor Christus geschaffen hat, zusammen mit allen Tieren und Pflanzen. Deren Schönheit, Vielfalt und perfekte Anpassung an die Natur galten als Belege für die Macht des Schöpfers. Seit der Geburt unseres Planeten sei keine Art verschwunden oder dazugekommen.

Darwin verfolgte eine andere Idee zur Entstehung irdischen Lebens. In seinem Buch mit dem opulenten Titel "On the Origin of Species by Means of Natural Selection, or the Preservation of Favoured Races in the Struggle for Life" (auf Deutsch "Von der Entstehung der Arten mit Hilfe der natürlichen Zuchtwahl oder Die Erhaltung von bevorzugten Rassen im Lebenskampf") veröffentlichte er sie am 24. November 1859 zum ersten Mal.

Die Auflage von 1250 Exemplaren war bereits am ersten Tag vergriffen. Das Buch und zahlreiche weitere Objekte sind heute im Naturhistorischen Museum in London ausgestellt.

Darwins erste Hauptthese besagt, dass sich die Natur allmählich entwickelt hat und nicht auf einen Schlag von Gott geschaffen wurde.

Diese Überlegung untermauerte Darwin mit detaillierten wissenschaftlichen Belegen, die er während seiner Schiffsreise mit dem Schiff "Beagle" sowie nach seiner Rückkehr nach England gesammelt hatte. Der Begriff "Evolution" kommt übrigens in der ersten Auflage nicht vor.

In seiner Theorie zur Entstehung der Arten behauptet Darwin außerdem, dass sich alles Leben auf der Erde aus verschiedenen Urformen entwickelt hat.

In diesem Zusammenhang stellt der Naturforscher zwei weitere Hauptthesen auf: Erstens verändern sich die Arten ständig, und zweitens ist diese Veränderung ein Ergebnis der sogenannten natürlichen Auslese, die Darwin "struggle for existence" nennt, also "Kampf ums Dasein".

Darwins Idee hinter der natürlichen Auslese ist einfach. Alles Leben strebt danach, sich zu vermehren, doch da es in jedem Lebensraum nur begrenzte Ressourcen gibt, können es nicht alle Organismen schaffen. Um die Wahrscheinlichkeit des Überlebens zu erhöhen, produzieren die einzelnen Arten viele Nachkommen - mehr als nötig.

Diese Nachkommen sind nach dem Zufallsprinzip alle mit etwas unterschiedlichen Merkmalen ausgestattet. Einige Individuen sind dadurch besser an ihre Umwelt angepasst als andere, sie überleben und können sich vermehren.

So setzen sich ganz automatisch die vorteilhaften Merkmale durch. Darwin nennt dies "Survival of the Fittest". Damit meint er "der am besten Angepasste überlebt" und nicht etwa "der Stärkste".

Die Anpassungen an die jeweiligen Lebensumstände können innerhalb einer Art unterschiedlich sein. Auf den Galapagosinseln hatte Darwin beobachtet, dass einzelne Gruppen einer Art, sogenannte Populationen, sich unabhängig voneinander entwickeln, wenn sie beispielsweise weit voneinander entfernt leben.

Bestimmte Finken- und Schildkrötenarten etwa hatten sich auf jeder Insel individuell an die Gegebenheiten angepasst und charakteristische Schnabel- beziehungsweise Panzerformen entwickelt.

Während eines solchen Anpassungsprozesses kann es passieren, dass sich die Populationen einer Art derart weit auseinanderentwickeln, dass sie schließlich zu unterschiedlichen Arten werden, sich also nicht mehr miteinander fortpflanzen können. Auch dafür fand Darwin Beispiele auf den Galapagosinseln.

Trotz der erdrückenden Beweise für seine Evolutionstheorie, die er im Laufe seines Forscherlebens sammelte, war Darwin lange unsicher, ob er seine Forschungsergebnisse tatsächlich veröffentlichen sollte.

Mehr als 20 Jahre nach seiner Rückkehr von der Beagle-Reise wagte er es schließlich doch. Einige feierten Darwin nach der Lektüre als Revolutionär der Naturwissenschaft. Wie bereits vorab von Darwin selbst vorhergesagt, schimpften ihn die meisten jedoch einen Ketzer und Atheisten.

Tatsächlich lag Darwin nicht mit allen seinen Überlegungen richtig. Die Entstehung des Lebens auf Erden etwa war ihm nicht klar und so kam die sogenannte Ursuppe in seiner Theorie nicht vor.

Außerdem führte er das gesamte Leben auf Erden nicht auf einen Ursprung zurück, sondern glaubte, dass jede große Tiergruppe ihren eigenen Ausgangspunkt hatte, dass es also zahlreiche Urformen gegeben habe. Zudem ist seine Vererbungslehre aus heutiger Sicht nicht haltbar.

Dennoch zweifelt kein ernstzunehmender Forscher die Grundsätze seines Werks an. Charles Robert Darwins Theorie zur Entstehung der Arten ist längst zur Grundlage der modernen Biowissenschaften geworden.

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Charles Darwins Evolutionstheorie revolutionierte nicht nur die Naturwissenschaften, sondern erschütterte auch das vorherrschende Weltbild. Hier die wichtigsten Thesen.

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Die Sendungen können für den Einsatz im Unterricht heruntergeladen oder direkt von planet-schule.de gestreamt werden. Ein Video darf so lange verwendet werden, wie es auf planet-schule.de verfügbar ist. Siehe auch Service-Seite „Sendung gesucht".

Film: Darwins Reise zur Evolution

Die Evolutionstheorie, eine der revolutionärsten Thesen in der Geschichte der Naturwissenschaften, ist untrennbar mit einer Schiffsreise verknüpft. An Bord der HMS Beagle stach 1831 der junge Theologe Charles Darwin in See. Zu Beginn der Forschungsreise war er noch von der Unveränderlichkeit der Schöpfung überzeugt. Nach fünf Jahren Forschungsreise um die Welt hatte er durch zahlreiche Naturbeobachtungen ein anderes Bild bekommen. Er fand Meeresfossilien auf Berggipfeln, erkannte Verwandtschaften zwischen isoliert voneinander lebenden Schildkröten auf den Galapagosinseln und sammelte die inzwischen so berühmten Darwin-Finken. In historischen Spielszenen begleiten wir Darwin und die Beagle auf ihrer Reise und erfahren mehr über die Bedeutung, die seine Funde auch heute noch für die Wissenschaft haben.

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Die Evolutionstheorie, eine der revolutionärsten Thesen in der Geschichte der Naturwissenschaften, ist untrennbar mit einer Schiffsreise verknüpft. An Bord der HMS Beagle stach 1831 der junge Theologe Charles Darwin in See. Zu Beginn der Forschungsreise war er noch von der Unveränderlichkeit der Schöpfung überzeugt.

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Methoden der Altersdatierung in der Paläoanthropologie

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Zusammenfassung

Eine Mutation ist eine dauerhafte Veränderung des Erbguts .

Mutationsarten: Genmutation , Chromosomenmutation , Genommutation

Auslöser: Spontan (z. B. während der DNA Replikation oder Meiose ) oder induziert (durch Mutagene )

Vererbung: Somatische Mutation (auf Körperzellen beschränkt), Keimbahnmutationen (wird an Nachkommen weitervererbt)

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Wichtige Inhalte in diesem Video

Mutationen sorgen für eine Veränderung der genetischen Information einer Zelle. Hier im Beitrag und im Video erklären wir dir alles zu den Ursachen, Arten, Auswirkungen und der Bedeutung von Mutationen.

Eine Mutation ist eine dauerhafte Veränderung des Erbguts in einer Zelle oder eines gesamten Organismus. Kommt eine Mutation in einer Keimzelle vor, wird sie an Nachkommen weitervererbt ( Keimzellmutation). Tritt die Veränderung hingehen in einer Körperzelle auf, betrifft das die Nachkommen nicht ( somatische Mutation).

Je nach Ursache kannst du Mutationen einteilen, in:

Spontane Mutation: Sie finden spontan und unter natürlichen Bedingungen statt, beispielsweise während der DNA Replikation.

Induzierte Mutation: Sie werden von Außenfaktoren (Mutagenen), wie Strahlung, verursacht.

Grundsätzlich unterscheidest du drei Hauptarten von Mutationen: die Genmutation, die Chromosomenmutation und die Genommutation . Sie alle betreffen jeweils unterschiedliche Bereiche des Erbguts.

Eine Mutation (lat. mutare = ändern/verändern) ist eine spontan entstehende oder künstlich erzeugte, dauerhafte Veränderung des genetischen Materials einer Zelle. Gelangt ein Organismus durch eine Mutation zu einem neuen Merkmal, handelt es sich um einen Mutant oder um eine Mutante.

Mutation Bedeutung

Bei uns Menschen liegen die genetischen Informationen (DNA) verpackt im Zellkern vor. Bei einer Beschädigung oder einem Verlust der Erbinformationen kann das schwerwiegende Folgen für den Organismus haben. Krankheiten, wie die Sichelzellanämie oder das Down-Syndrom, können beispielweise durch eine Mutation entstehen.

Mutationsarten

Mutationen sorgen immer für eine Veränderung im Erbgut. Je nachdem, wie groß die Veränderung ist, teilst du in drei grundsätzliche Mutationsarten oder Mutationsformen ein: Genmutation, Chromosomenmutation und Genommutation.

Für die drei Mutationsformen gilt:

Genmutation

Eine Genmutation betrifft die Änderung des Erbgutes in einem Gen. Dabei können Basen/Basenpaare

ausgetauscht (Substitution),

abgespalten (Deletion)

oder eingefügt (Insertion) werden.

Wird nur eine einzelne Base verändert, sprichst du von einer Punktmutation .

Die Genmutation kann die Abfolge der Basen deutlich verändern, was Folgen für die Proteinproduktion hat.

Bei einer missense Mutation bildet sich ein Codewort (Codon), das für eine andere Aminosäure codiert.
Beispiel: Statt der Aminosäure Asparaginsäure (GAU) wird die Aminosäure Valin (GUU) gebildet.

Bei einer nonsense Mutation entsteht ein Codon (Stoppcodon), das für keine Aminosäure codiert. Sie sorgt für die Bildung eines verkürzten Proteins.

Aus einer Genmutation können Erkrankungen, wie zum Beispiel die Sichelzellenanämie, entstehen. Bei der Sichelzellenanämie führt eine Genmutation zu der Veränderung von Hämoglobin, dem Proteinkomplex innerhalb der roten Blutkörperchen. Das kann zu einer Blutarmut im Körper führen.

Schau für mehr Details zur Genmutation gerne bei unserem Video dazu vorbei!

Chromosomenmutation

Du verstehst unter einer Chromosomenmutation eine Veränderung der Struktur eines oder mehrerer Chromosomen . Es werden hier also genetische Informationen im großen Umfang auseinander 'gerissen' und/oder umgruppiert.

Du unterscheidest bei einer Chromosomenmutation verschiedene Arten, wie:

Deletion (Verlust): Ein Chromosomenabschnitt geht verloren.

Duplikation (Verdopplung): Ein Abschnitt des Chromosoms wird verdoppelt.

Insertion (Einschub): Ein Chromosomenbruchstück wird in ein anderes Chromosom eingeschoben.

Inversion (Umkehr): Ein abgebrochenes Stück eines Chromosoms wird in umgekehrter Orientierung an die selbe Stelle im gleichen Chromosom angefügt.

Eine Krankheit, die aus einer Chromosomenmutation entstehen kann, ist das sogenannte Katzenschrei Syndrom (Cri-du-Chat-Syndrom). Hier fehlt im Chromosom 5 ein Abschnitt. Es handelt es sich also um eine Deletion. Die Krankheit trägt ihren Namen, da Betroffene im Kindesalter katzenähnliche Laute von sich geben.

Mehr Informationen zur Chromosomenmutation, bekommst du in unserem extra Video dazu!

Genommutation

Bei einer Genommutation liegt die Chromosomenzahl pro Zelle bzw. Organismus verändert vor. Jede Art besitzt eine charakteristische Anzahl an Chromosomen, in denen die Erbinformationen gespeichert sind. Bei uns Menschen liegen beispielsweise 46 Chromosomen (Chromosomensatz) in unseren Zellkernen vor.

Du unterscheidest zwei Arten von Genommutationen:

Polyploidie: Hier liegt der komplette Chromosomensatz vervielfacht vor.

Aneuploidie: Bei der Mutationsart fehlen hingegen einzelne Chromosomen oder sind zusätzlich vorhanden.

Die meisten Genommutationen können von uns Menschen nicht überlebt werden. Eine bekannte Ausnahme ist die Trisomie 21. Es handelt sich dabei um eine Aneuploidie, da das 21. Chromosom dreimal vorhanden ist. Betroffene weisen die Symptome des Down-Syndroms auf. Darunter fallen unter anderem eingeschränkte Intelligenz, Unfruchtbarkeit (vor allem bei Männern), Organfehlbildungen oder Immunabwehrschwäche.

Mehr zur Genommutation und wie sie entstehen können, erklären wir dir hier .

Eine Mutation kann auf unterschiedliche Art und Weise entstehen. Du unterscheidest zwei Ursachen:

Spontane Mutation

Induzierte Mutation

Spontane Mutation

Mutationen können spontan, ohne besondere Ursache auftreten. Während der DNA Replikation können die daran beteiligten Enzyme falsche Bausteine (Nukleotide) einsetzen. Es existieren zwar Reparatursysteme, wie eine Korrekturlesefunktion ( proof reading), um diese Fehler zu beheben. Es können aber auch Fehler ‚übersehen' werden.

Eine weitere spontane Ursache kann eine fehlerhafte Aufteilung der Chromosomen während der Meiose sein. Das bezeichnest du als Non-disjunction , also 'Nichttrennung'.

Induzierte Mutation

Auch Faktoren außerhalb der Zelle - sogenannte Mutagene - können für Mutationen sorgen. Das sind zum Beispiel energiereiche Strahlung, wie Röntgenstrahlung oder UV-Strahlung, bestimmte chemische Verbindungen oder spezielle Viren.

Schau gerne bei unserem separaten Video zu den Mutagenen vorbei, um mehr darüber zu erfahren!

Du kannst Mutationen auch in Bezug darauf unterteilen, inwiefern sie an Nachkommen weiter vererbt werden können. Hier unterscheidest du zwei Arten von Mutationen: Somatische Mutation und Keimbahnmutation.

Somatische Mutation

Tritt eine Mutation in einer Körperzelle auf, wird sie während der Mitose (Kernteilung) an die dabei entstehenden Tochterzellen weitergeben. Das bezeichnest du als somatische Mutation.

Eine mutierte Hautzelle kann also durch Zellteilung zu einem Hautstück führen, in dem alle Hautzellen dieselbe Mutation besitzen. Das ist zum Beispiel bei Hautkrebs der Fall. An geschlechtlich erzeugte Nachkommen wird diese Mutation aber nicht weitergeben.

Keimbahnmutation

Eine Vererbung an Nachkommen ist nur dann möglich, wenn eine Mutation in den Keimzellen ( Spermium, Eizelle) entsteht. Die sogenannten Keimbahnmutationen können während einer fehlerhaften Meiose auftreten und bei einer Befruchtung an einen neuen Organismus weitergegeben werden. Das ist zum Beispiel bei der Trisomie 21 (Down Syndrom) der Fall.

Mutation Auswirkungen und Bedeutung

Mutationen kannst du auch nach ihren jeweiligen Folgen für den Organismus unterteilen. Manche Mutationen wirken sich nämlich auf die Struktur und Funktion von Proteinen aus. Damit wird auch das äußere Erscheinungsbild (Phänotyp ) des betroffenen Organismus beeinflusst.

Du unterscheidest hier folgende Mutationsformen:

stumme Mutation

neutrale Mutation

Funktionsverlustmutation

Funktionsgewinnmutation

konditionale Mutation

letale Mutation

Stumme Mutation

Eine stumme Mutation (stille Mutation) besitzt keinen Einfluss auf die Proteinstruktur und damit auch auf die Proteinfunktion. Sie tritt auf, wenn Mutationen einen Abschnitt auf der DNA betreffen, der keinen Bauplan für ein Protein trägt (nichtcodierende DNA).

Eine andere Möglichkeit ist, dass die Änderung der Basenabfolge trotzdem zur richtigen Aminosäure führt. Da der genetische Code redundant ist, gibt es nämlich meistens mehrere Codewörter für eine Aminosäure. Beispielsweise sorgen die Basenabfolgen CCU und CCG beide für die Bildung der Aminosäure Prolin. Das kannst du ganz einfach an der Codesonne ablesen.

Neutrale Mutation

Eine neutrale Mutation hingegen sorgt für eine andere Aminosäurenabfolge im Protein. Allerdings hat die Änderung keine Auswirkung auf die Funktion des entstehenden Proteins. In manchen Regionen eines Proteins (variable Region) ist nämlich ein Austausch von Aminosäuren oder auch eine Lückenbildung möglich, ohne dass ein Funktionsverlust resultiert.

Funktionsverlustmutation (loss -of-function -Mutation)

Bei einer Funktionsverlustmutation ( loss-of-function-Mutation) entsteht, wie dir der Name sagt, ein funktionsloses Genprodukt. Ein gebildetes Enzym kann zum Beispiel seine enzymatische Aktivität nicht mehr ausüben. Die Sichelzellanämie oder die angeborene Stoffwechselstörung Mukoviszidose sind Beispiele für eine loss of function Mutation.

Funktionsgewinnmutation (gain-of-fun ct ion-Mutation)

Das Gegenteil der Funktionsverlustmutation ist die Funktionsgewinnmutation ( gain-of-function-Mutation). Hier besitzt das hergestellte Protein eine erweiterte Funktion. Das ist bei einigen Krebsarten der Fall. Mutierte Proteine können dadurch zum Beispiel übermäßiges Zellwachstum veranlassen.

Konditionale Mutation

Eine konditionale Mutation sorgt für einen veränderten Phänotyp - allerdings nur unter bestimmten Bedingungen (Konditionen). Eine häufige Bedingung ist die Temperatur. Bei einem betroffenen Organismus bildet sich also ein Enzymprotein, das sich nur bei einer bestimmten Temperatur verändert.

Mutation Beispiel: Das ist zum Beispiel bei bestimmten Kaninchenrassen der Fall. Sie besitzen ein mutiertes Gen, das das Wachstum von schwarzem Fell kontrolliert. Allerdings ist das gebildete Enzym bei höheren Temperaturen inaktiv. Das hat zur Folge, dass betroffene Kaninchen aufgrund ihrer warmen Körpertemperatur eine helle Fellfärbung besitzen. Nur die kälteren Extremitäten tragen eine schwarze Fellfarbe.

Letale Mutation

Bei einer letalen Mutation handelt es sich um eine Mutation, die immer zum Tod des betroffenen Organismus führt. Eine Polyploidie ist bei uns Menschen zum Beispiel immer tödlich.

Mutationen besitzen nicht nur neutrale oder negative Folgen für den Organismus, sondern können auch zur Artenvielfalt auf der Erde beitragen. Deshalb zählen Mutationen auch zu den Evolutionsfaktoren. Es kann nämlich durchaus eine Veränderung im Erbgut auftreten, die positive Auswirkungen für einen Organismus besitzt. Setzt sich die Mutation in ihrer Art durch ( natürliche Selektion ), führt dies zu mehr genetischer Vielfalt.

Beispiel: Bei Menschen, die an Sichelzellanämie erkrankt sind, sorgt diese Mutation sozusagen für Malariaschutz. Deshalb tritt der genetische Defekt in von Malaria betroffenen Gebieten häufiger auf.

Aber auch bei Viren entstehen ständig Mutationen. Änderungen im Virengenom können dann für veränderte Eigenschaften wie eine schnelle Verbreitung des Virus sorgen. Auch hier setzen sich sozusagen die 'stärksten' Virusmutationen durch.

Schaue auch gerne bei unserem Video zu den Evolutionsfaktoren vorbei und finde heraus, was die anderen 4 Faktoren sind.

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Mutation * Genmutation, Chromosomen- und Genommutation

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Mutation: Definition ✅ Genmutation, Chromosomenmutation, Genommutation ✅ Auswirkungen und Beispiele ✅ mit kostenlosem Video

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interaktive Lerneinheit aus dem Selbstlernprogramm für Klasse 9/10

Entwicklung zum Erwachsenen, Fortpflanzung, Vererbung

(Wiearbeitet man eigentlich mit so einem Selbstlernkurs?)

Weitergabe der Chromosomen in Körperzellen

Verteilung der Chromosomen auf die Keimzellen

Hier sehen wir die Ergebnisse der Meiose unter Berücksichtigung der Verteilung der Geschlechtschromosomen. Ganz links das Ergebnis der Oogenese mit einer Eizelle mit einem X-Chromosom (die Richtungskörperchen sind nicht lebensfähig). Links sind die 4 Spermien einer Spermatogenese zu sehen. Zwei Spermien enthalten ein X-Chromosom, zwei ein y-Chromosom.

Verteilung der Chromosomen bei der Befruchtung

Kleines Problem am Rande:
Obwohl bei der Meiose 50% der Spermien ein X-Chromosom und die anderen 50% ein y-Chromosom enthalten, finden wir überall bei den Geburten tatsächlich einen leichten Überschuss an Jungen. An der Meiose kann es nicht liegen.
Stelle Spekulationen an, wodurch es zu diesem Unterschied kommen könnte.

Du kannst dir die ganzen Vorgänge auch nochmals in einer Übersicht anschauen.

Grundlagen der Vererbung

Aus Mitose, Meiose und der Verteilung der Gonosomen bei der Vererbung des Geschlechts können wir wertvolle Voraussetzungen und Folgerungen für das Erbgeschehen allgemein ableiten:
In den Geschlechtszellen befinden sich alle für ein Lebewesen notwendigen Chromosomen (und damit die Erbinformationen) in einem einfachen Satz. Wieviele Chromosomen sind das beim Menschen?
Wieviele Chromosomen befinden sich in einer Körperzelle?
Wieviel Chromosomensätze sind dies?
Woher stammen diese Chromosomensätze?
Was kann man über das Vorkommen der einzelnen Chromosomen-Typen in Körperzellen und damit der auf diesem Chromosomen-Typ vorkommenden Erbinformation sagen?
Was passiert bei der Keimzellenbildung?
Was passiert bezüglich den Chromosomen bei der Befruchtung einer Eizelle mit einem Spermium?
Wie wird die Zahl der Chromosomen in den Körperzellen gleich gehalten?.
Fasse deine Antworten zu den vorstehenden Fragen in einer Übersicht zusammen.

Ob du das Thema gut verstanden hast kannst du mit dem

Trainer

oder mit dem Lückentext überprüfen

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(Wiearbeitet man eigentlich mit so einem Selbstlernkurs?) Weitergabe der Chromosomen in Körperzellen Verteilung der Chromosomen auf die Keimzellen Hier sehen wir die Ergebnisse der Meiose unter Berücksichtigung der Verteilung der Geschlechtschromosomen. Ganz links das Ergebnis der Oogenese mit einer Eizelle mit einem X-Chromosom (die Richtungskörperchen sind nicht lebensfähig).

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Karyogramm: Was ist das und wozu braucht man es? – Biologie | Duden Learnattack

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Seite 4

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Ein DNA Modell mit gewönlichen Hilfsmitteln herstellen

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Ein DNA-Modell zu machen, ist eine tolle Möglichkeit, etwas darüber zu lernen, wie dieses großartige Gebilde unsere Gene bildet. Mit normalen Materialen, die man in jedem Haushalt finden kann, kannst du dein eigenes Modell herstellen und...

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. Ebenso Firefox.

als interaktiver online Selbstlernkurs

(Wiearbeitet man eigentlich mit so einem Selbstlernkurs?)
Darstellung menschlicher Chromosomen
Gewinnung der Zellen: Menschliche Chromosomen kann man z.B. aus den weißen Blutkörperchen gewinnen, entsprechend präparieren und übersichtlich darstellen. Hierzu brauchen wir natürlich Blut. Das können wir erhalten, indem wir eine Fingerkuppe, nachdem wir sie mit einem Alkoholtupfer gereinigt haben, mit einer sterilen Hämostylette anstechen. Der austretende Blutstropfen wird mit einer Pipette aufgesaugt. Die Spitze der Pipette sollte man zuvor in eine Heparinlösung tauchen, da das Heparin die Calciumionen aus dem Blut bindet und so die Gerinnung des Blutes verhindert.
Ansetzen der Gewebekultur: Das isolierte Blut wird unter sterilen Bedingungen in etwa 5 ml Kulturmedium in ein Zentrifugenglas gebracht. Das Kulturmedium enthält Salze, Glucose, Aminosäuren, Nukleotide, fetales Kälberserum, Heparin zur Verhinderung von Gerinnung, Antibiotika zur Verhinderung von Infektionen und Phythämagglutinin. Diese Kultur wird für ca. 3 Tage im Brutschrank bei 37°C bebrütet. Unter dem Einfluß des Phythämagglutinins beginnen die kernhaltigen Lymphozyten zu quellen und führen Mitosen durch. Die kernlosen Erythrozyten bleiben unverändert.

Was ist der Sinn vom Bebrüten dieser Zellkultur?

Stoppen der Mitosen: Der Kultur wird Colchicin, das Gift der Herbstzeitlose (Colchicum autumnale), zugesetzt und sie wird weitere 3 Stunden im Wärmeschrank aufbewahrt. Das Colchicin hemmt die Ausbildung des Spindelfaserapparates und folglich häufen sich jetzt Metaphasestadien der sich teilenden Lymphozyten an.

Trennung der Lymphozyten von den roten Blutkörperchen: Zunächst wird die Kultur 5 Minuten zentrifugiert. Dabei setzen sich die Blutkörperchen ab. Der Überstand wird anschließend abgesaugt und verworfen. Jetzt wird eine bestimmte Menge destilliertes Wasser dazu gegeben, das von den Blutzellen osmotisch aufgenommen wird. Dabei quellen die Zellen. Die roten Blutkörperchen platzen

dadurch, die weißen bleiben im gequollenen Zustand. Erneutes Zentrifugieren läßt die weißen Blutkörperchen Sedimentieren und die Reste der roten Blutkörperchen im Überstand. Dieser wird bis auf einen kleinen Rest abgesaugt. Dem Rest gibt man zum Fixieren vorsichtig ein Gemisch aus Methanol und Eisessig (3:1) dazu.

Verteilung der Chromosomen: Aus einer feinen Pipette läßt man Tropfen mit einzelnen weißen Blutkörperchen auf einen Objektträger mit einem Wasserfilm fallen. Beim Aufprall des Tropfens platzt die Zelle und die Chromosomen breiten sich nebeneinander aus. Zur Fixierung der ausgebreiteten Chromosomen wird der Objektträger kurz durch eine Bunsenbrennerflamme gezogen und getrocknet.

Färben: Etwa 15 Minuten dauert die Färbung in verdünnter Giemsa-Lösung. Danach wird der Objektträger in zwei weiteren Küvetten kurz gewässert und anschließend getrocknet. Danach kann mikroskopiert werden.

Mikroskopieren und Fotographieren: Die Chromosomen, die offensichtlich aus einer Zelle Stammen, werden gesucht und bei einer Vergrößerung von ca. 800-fach mikroskopiert und fotographiert.

Sortieren zu einem Karyogramm: Von dem fotographierten Negativ wird eine Postiv-Vergrößerung im Format von mindestens 13x18 cm hergestellt. Aus dieser Vergrößerung schneidet man die einzelnen Chromosomen aus und sortiert sie nach Größe, Lage des Zentromers und je nach Färbemethode auch nach der Musterung.

von
stoch. uni-passau: Metaphasechromosomen

(Die folgenden Karyogramme sind zum Teil nur gezeichnet und/oder am Bildschirm manipuliert, um die gewünschte Chromosomenkonstellation darzustellen.)
Vergleiche die beiden folgenden Karyogramme.

( Kopiervorlage für Folie oder Arbeitsblatt mit weiblichem und männlichem Karyotyp.)

Welchen Unterschied findest du?

Man beschreibt den Karyotyp mit Hilfe einer Formel, in der zuerst die gesamte Anzahl der Chromosomen (Autosomen und Gonosomen) genannt wird und dann die Geschlechtschromosomen (Gonosomen) einzeln aufgeführt werden. Der Karyotyp der Frau oben ist demnach: (46,xx).
Welchen Karyotyp hat der Mann im oberen rechten Karyogramm?

Das Down-Syndrom

übernommen von trumble: Eddie

Das Karyogramm oben könnte von Eddi stammen.
Bei ihm erkennt man das Krankheitsbild 'Down-Syndrom', auch als 'Trisomie 21' bezeichnet.
Die Kinder haben selbstverständlich viel Änlichkeiten mit ihren Eltern, sind untereinander jedoch sehr verschieden, und dennoch finden sich einige gemeinsame Merkmale:
die Patienten bleiben, auch wenn der Schweregrad der Krankheit variabel ist, angeborenermaßen so retardiert, daß sie sich nie alleine versorgen können. An körperlichen Merkmalen findet man einen flachen Hinterkopf und eine große Zunge, die dazu führt, daß der Mund sehr häufig offen steht. Von Statur sind sie kleinwüchsig und gedrungen. Die Hände sind kurz und plump und weisen häufig (in 40% der Fälle) eine Beugefurche auf, die quer über die Hand, also über vier Finger führt. Bei der übrigen Bevölkerung kommt diese Vierfinger-Furche nur zu 4% vor. Auch Herzmißbildungen sind recht häufig.

Abgesehen von ihrer Behinderung, fallen diese Menschen durch ihre liebenswerte Freundlichkeit auf.
Als Ursache für diese Behinderung finden wir oben im Karyogramm 47 Chromosomen. Das Chromosom Nr. 21 ist drei mal vorhanden. Der Karyotyp ist hier (47,Xy).
Die Trisomie 21 geht auf eine nicht-Trennung (non-disjunction) der Chromatiden in einer der meiotischen Teilungen zurück. Meist geschieht dies bei der Eizellentwicklung.
Auffallend ist die starke Zunahme an Trisomie-21-Fällen bei älteren Müttern. Während bis zu einem Alter der Mütter von 30 Jahren die Fälle kaum zu nehmen, kommen danach zunehmend immer mehr Fälle von Down-Syndrom vor.
Wer sich mehr über Trisomie-21 informieren möchte, kann dies bei entprechenden Beratungsstellen oder im Internet z.B. bei " trumble" oder beim ARBEITSKREIS DOWN-SYNDROM e.V. tun.

Fasse die Merkmale eines Patienten mit Trisomie-21 kurz zusammen.

Das Katzenschrei-Syndrom

von Criduchat: Charlotte

Wir sehen hier das Foto der kleinen Charlotte, die am Cri-du-chat-Syndrom leidet. Charakteristisch und ein erster Hinweis auf das Leiden ist das sehr hohe Schreien der betroffenen Kinder, das an das Schreien junger Katzen erinnert.
Darüber hinaus haben die betroffenen Kinder oft einen zu kleinen Schädel mit einem fliehenden, kleinen Kinn. Die Augen stehen in der Regel weit auseinander und die Ohren sitzen tief. In ihrer Entwicklung kann man eine geistige und körperliche Retardiertheit feststellen.
Dieses Katzenschreisyndrom ist eines der häufigeren angeborenen Krankheitsbilder, das einmal unter 50.000 bis 100.000 Neugeborenen vorkommt.

Analysiere das nebenstehende Karyogramm sehr genau.
Was fällt dir auf?

Nach Abi-Tools: Man beachte die Veränderung beim kleinen Pfeil

Die Frage ist, wie es zu so einer Veränderung eines Chromosoms, zu einer 'strukturellen Chromosomen-Aberration' kommen kann.

Eine sehr anschauliche Darstellung eines Zwischenstück-Verlustes haben wir
der Seite der Waisman-Universität entnommen. Zunächst in der Mitte der Trick und rechts kann man aufgrund der Färbung erkennen, daß sowohl beim Chromosom 6 als auch beim Chromosom 2 ein Zwischenstück fehlt.

Deletion im Trick von
Waisman:

von
Beispiele für Deletionen an den Chromosomen 6 und 2
Waisman:

Wer mehr über das Cri-du-chat-Syndrom erfahren möchte, kann sich unter Criduchat informieren.

Das Ullrich-Turner-Syndrom

Fast alle Patientinnen sind im Kindesalter in der Regel unauffällig, bleiben aber meist klein. Oft führt erst das Ausbleiben der Regelblutung zum Arzt. Hinweise auf das Syndrom können fehlende oder nur spärlich entwickelte sekundäre Geschlechtsmerkmale, gelegentlich ein breiter Hals ('Flügelfell' im Nackenbereich), ein Schildförmiger Brustkorb mit weitem Brustwarzenabstand oder Herz- und Blutgefäßmißbildungen sein. Durch verschiedene Therapien lassen sich die Auswirkungen reduzieren. Die Intelligenz ist meist normal.
Wer sich über diese Kurzinformation hinaus gründlicher informieren möchte, kann dies bei einer der Selbsthilfeorganisationen wie z.B. www.turner-Syndrom.de tun.

Analysiere das nebenstehende Karyogramm sehr genau.
Was fällt dir auf?
Wie würdest du den Karyotyp schreiben?

Vergleiche die Ursachen und Auswirkungen von Katzenschrei- und Turnersyndrom !

Das Barr-Körperchen

In den Zellkernen normaler weiblicher Personen lassen sich mit Hilfe ensprechender Färbungen sogenannte Kernkörperchen, nach seinem Entdecker Barr auch Barr-Körperchen genannt, feststellen. Sie sind durch starke Kontraktion der DNS und Verknüpfung mit zusätzlichen Proteinen inaktivierte X-Chromosomen. Von den zwei X-Chromosomen in den Körperzellen einer Frau liegt also eines entpackt als Chromatin und das ander als Barr-Körperchen vor.

Von
Barr-Körperchen in einer Nervenzelle einer weiblichen Katze.
Biodidact

Da beim männlichen Geschlecht diese Körperchen nicht auftreten, bekam die Untersuchung auf Barr-Körperchen aus Zellen der Mundschleimhaut oder aus Haarwurzeln im Hochleistungssport die Bedeutung eines Geschlechtstests, mit dem die Teilnahme von Männern (mit stärkerer männlicher Muskelentwicklung und damit im Vergleich besseren Medaillenchancen) in Frauendisziplinen verhindert werden sollte.
Vergleiche inbesondere die Auswirkungen von Katzenschrei- und Turnersyndrom nach dieser Zusatzinformation !

Kann es auch Männer mit Turnersyndrom geben? Begründe !

Das Klinefelter-Syndrom

Analysiers das nebenstehende Karyogramm. Was fällt auf?
Wie lautet der Karyotyp ?
Wie würdest du den Karyotyp schreiben?

Der Habitus beim Klinefelter-Syndrom ist vom Grundsatz männlich. Das vorhandene y-Chromosom determiniert demnach das männliche Geschlecht. Das Erscheinungsbild ist jedoch schwach männlich ausgeprägt, z.B. auch wegen geringem Bartwuchs.
Auch Karyotypen mit XXXy und XXXXy werden als Klinfelter-Syndrom bezeichnet.

Analysiere dieses Karyogramm! Was fällt auf?
Wie lautet der Karyotyp?

.Es handelt sich um das Poly-X-Syndrom. Die Patienten sind Frauen. Es kommen auch Karyotypen mit vier oder fünf X-Chromosomen vor. Mit zunehmender Zahl der X-Chromosomen nehmen die intellektuellen Fähigkeiten ab.

Übersicht über die Abweichungen in der Chromosomenzahl

Die nebenstehende Tabelle zeigt die möglichen Kombinationen der Geschlechtschromosomen. Die Abweichungen derChromosomenzahl in den Geschlechtszellen geht auf Fehler in der Meiose zurück.

Und hier gibt es als Training zum Abschluß ein

zum Thema Auswertung von Karyogrammen. Hier kannst du sehen, ob du das Thema auch verstanden hast.

Ein Online-Kurs ist bei den hohen Telefongebühren in Deutschland zu teuer??

Dann eben als Offline-Kurs

Die Nutzung des Kurses ist erwünscht. Sie dürfen deshalb jederzeit für Lern- oder Lehrzwecke (im Rahmen einer nichtprofitorientierten Nutzung) die einzelnen Textfiles und Bilder mit "Save As.." oder "Save image as.." vom Infoweb-Server herunterladen und auf ihrer Festplatte speichern. Allerdings müssen Sie anschließend die einzelnen Dateien und Bilder in der gleichen Verzeichnisstruktur ablegen, wie bei uns auf dem Server. Das ist machbar, kostet jedoch einiges an Zeit.
Gegen eine geringe Bearbeitungsgebühr können Sie sich diese Zeit sparen und die neueste Version des interaktiven Lernprogramms zur Offline-Bearbeitung bekommen.Wie? Verbesserungsvorschläge und Kommentare an Hans-Dieter Mallig (hans-dieter@mallig.de)

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Ebenso Firefox. (Wiearbeitet man eigentlich mit so einem Selbstlernkurs?) Darstellung menschlicher Chromosomen Gewinnung der Zellen: Menschliche Chromosomen kann man z.B. aus den weißen Blutkörperchen gewinnen, entsprechend präparieren und übersichtlich darstellen. Hierzu brauchen wir natürlich Blut. Das können wir erhalten, indem wir eine Fingerkuppe, nachdem wir sie mit einem Alkoholtupfer gereinigt haben, mit einer sterilen Hämostylette anstechen.

# data[].attributes.body
Starte das Quiz am Ende der Einheit des Selbstlernkurses (Link siehe oben). Wenn du alle Fragen (hoffentlich richtig) beantwortet hast, machst du ein Foto (Screenshot) von deinem Ergebnis und ladest dieses auf Teams unter Assignments hoch.
Viel Erfolg.

# data[].attributes.attachment_link.readable_text
Eine interaktive Unterrichtseinheit

In den Körperzellen laufen regelmäßig die unten dargestellten Zellteilungsvorgänge im Rahmen des Zellzyklus ab. Aus einer Mutterzelle entstehen durch diese Teilung zwei identische Tochterzellen.

Von
http://www.biology.uc.edu/vgenetic/

Als Animationen, links aus Fotos zusammengestellt, rechts im Zeichentrick mit sechs Chromosomen im doppelten Chromosomensatz.

(hdm)

Die verschiedenen Stadien der Mitose kann man sich selbst aus den Wurzelspitzen z.B. der Küchenzwiebel herstellen:
VMitoPr1a: Präparation von Mitosestadien.
Unten sehen wir solche Stadien:

Um diese Vorgänge etwas leichter verstehen zu können, ist der Ablauf unten in Einzelbildern dargestellt. In der Beschreibung wird hauptsächlich auf die Veränderungen eingegangen, die die Chromosomen erfahren. (Wenn du mehr an cytologischen Veränderungen interessiert bist, kannst du zur etwas ausführlicheren Version linken.):

Interphase

Phase höchster Stoffwechselaktivität.
In der Interphase unterscheidet man 3 Abschnitte:
G₁-Phase: Wachstumsphase der Zelle aber ohne Synthese von Chromatidenmaterial (DNS und Proteine)
S-Phase: hier wird die DNS verdoppelt und zwei einander gleiche Chromatiden aufgebaut.
G₂-Phase: Phase ohne DNS-Synthese

(Prophase: Das Erbmaterial beginnt sich zu ordnen und nach und nach sind dann die Chromosomen sichtbar.)

(Prophase: Das Erbmaterial beginnt sich zu ordnen und schließlich sind die Chromosomen sichtbar.)

( Anaphase
Die Chromosomen aus je zwei Chromatiden werden in die einzelnen Chromatiden getrennt. Von jedem Chromosom wird ein Tochterchromatid vom Spindelfaserapparat zum einen Pol, das andere Tochterchromatid anderen Pol gezogen. )

(Telophase
Die Chromosomen sind an den jeweiligen Polen (Jedes Chromosom besteht aus einem Chromatid.)

Verändert und von
http://www.biology.uc.edu/vgenetic/

Interphase

Phase höchster Stoffwechselaktivität. In der Interphase findet auch die Verdoppelung der Erbinformation satt (Chromosomen aus einem Chromatid werden zu Chromosomen aus zwei Chromatiden.

(hdm)

Was passiert in der Prophase?
Und hier zur Kontrolle ein Lückentext der leichten Stufe 1 oder der schwereren Stufe 2

(am Bildschirm ausfüllen)

Außerdem gibt es eine Übersicht über die Mitosestadien in Form eines Lückentextes der leichten Stufe 1

Außerdem gibt es zum Abschluß ein

zum Thema . An ihm kannst du sehen, ob du das Thema auch verstanden hast.
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Last modified:

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Eine interaktive Unterrichtseinheit In den Körperzellen laufen regelmäßig die unten dargestellten Zellteilungsvorgänge im Rahmen des Zellzyklus ab. Aus einer Mutterzelle entstehen durch diese Teilung zwei identische Tochterzellen. Von http://www.biology.uc.edu/vgenetic/ Als Animationen, links aus Fotos zusammengestellt, rechts im Zeichentrick mit sechs Chromosomen im doppelten Chromosomensatz.

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Eine interaktive Unterrichtseinheit

In den Eierstöcken und Hoden laufen regelmäßig die im einfachen Trick dargestellten Zellteilungsvorgänge ab. Aus einer Mutterzelle sind durch diese Teilung am Ende vier Zellen geworden. In diesem Beispiel gehen wir von einem doppelten Chromosomensatz mit sechs Chromosomen aus.

Eizellenbildung (Oogenese, links) im Vergleich mit der Spermienbildung (Spermatogenese, rechts)

Fotographien der verschiedenen Stadien sehen folgendermaßen aus:

Oder im Trick: Die Fotos sind von
http://www.biology.uc.edu/vgenetic/mitosis/mitosis.htm

Um diese Vorgänge etwas leichter verstehen zu können, ist der Ablauf unten in Einzelbildern dargestellt.
(Hilfreich sind auf jeden Fall Kenntnisse der anderen Zellteilung, der Mitose).

(Prophase: Das Erbmaterial beginnt sich zu ordnen und nach und nach sind dann die Chromosomen sichtbar.)

Um deinen Blick für die feinen Unterschiede zu trainieren, kannst du dir ein Arbeitsblatt aufrufen, mit dem du die Reihenfolge der Meiosephasen üben kannst.
Und hier zur Kontrolle ein Lückentext der leichten Stufe 1 oder der schwereren Stufe2
(am Bildschirm ausfüllen)
Außerdem gibt es zum Abschluß ein

zum Thema . An ihm kannst du sehen, ob du das Thema auch verstanden hast.

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Interaktiver Selbstlernkurs zur Meiose mit Lernkontrollen in Form elektronischer Lückentexte und Quiz

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Diese Seite verwendet Frames

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Ein interaktiver online Selbstlernkurs

(Wiearbeitet man eigentlich mit so einem Selbstlernkurs?)
Der erste Wissenschaftler, der Gesetzmäßigkeiten bei der Vererbung fand und formulierte, war Johann Gregor Mendel . Mendel machte zur Erforschung der Vererbung Versuche und beschränkte sich dabei auf leicht und eindeutig zu entscheidende Merkmale wie Blütenfarbe, Samenform oder Samenfarbe. Als Versuchsobjekt benützte er z.B. die selbstbestäubenden Erbsen, bei denen er leicht und über wenige Generationen reine Linien nachweisen konnte. Wir wollen hier versuchen, seine Experimente und seine Erkenntnisse nachzuvollziehen.

z.B. kreuzte er Erbsen mit gelben und grünen Samen aus reinen Linien. Er betrachtete also das Merkmal Samenfarbe:

und erhielt als Nachkommen in der 1. Tochtergeneration (=F ₁):

F ₁: (1. Filialgeneration)

Bei allen seinen Versuchen kam Mendel zu einem ähnlichen Ergebnis. Hier bei einer Kreuzung reiner Linien mit runden Samen und kantigen Samen, mit der er das Merkmal Samenform untersuchte:

F ₁: (1. Filialgeneration)

Und hier untersuchte er das Merkmal Blütenfarbe bei einer Kreuzung reiner Linien mit blauen und mit gelben Blüten

F ₁: (1. Filialgeneration)

Erste Vereinfachung des Schemas am Beispiel der Kreuzung mit gelben und grünen Samen:
Statt der vielen gleichen Nachkommen in der F ₁, werden wir im Schema zukünftig nur noch zwei als Stellvertreter eintragen:

F ₁: (1. Filialgeneration)

.

Wie aber funktioniert diese Vererbung? Gibt es beim Beispiel für gelbe und grüne Erbsen jeweils eine Erbanlage für gelb und eine für grün und nur die gelbe wird weitergegeben? Kann man das mit Hilfe von Formeln erklären?
Erbanlagen für das gleiche Merkmal, hier z.B. Samenfarbe, bezeichnet man als Allele. Die Erbanlage für Samenfarbe kommt also in den Allelen gelb und grün vor. Es sind zwei Variationen der gleichen Erbanlage.

Das Allel für Gelb sei : G
Das Allel für Grün sei: g

Demnach müßte das Kreuzungsschema folgendermaßen aussehen:

P: (Parentalgeneration)

Erbanlage:

G

.

g

F ₁: (1. Filialgeneration)

.

Erbanlage:

G

.

G

Kreuzung der F₁

Mendel kreuzte die Pflanzen aus den Samen der F₁ -Generation untereinander und erhielt folgendes Ergebnis:

Im Schema finden wir in der F ₂ -Generation 3 gelbe und 1 grünen Samen. Sie stehen stellvertretend für die 297 gelben und 102 grünen Samen, die man zum Beispiel im Kreuzungsversuch erhalten kann. Es wird somit nur das Verhältnis 3 : 1 der gelben zu den grünen Samen angegeben.

Mit diesem Kreuzungsergebnis hatte Mendel mehrere Probleme!

Welches könnten die Probleme sein, die Mendel jetzt hatte?
Wie kann man diese Probleme lösen?

Man muß das Kreuzungsschema anders schreiben:

Wir finden in diesem Schema gelbe Erbsen in der Parentalgeneration, der F ₁- und der F ₂-Generation. Sie sehen äußerlich gleich aus, sie haben denselben Phänotyp. Allerdings können ihre Erbanlgen, ihr Genotyp, verschieden sein. Die Genotypen der gelben Samen können wir in der P-Generation mit GG und in der F ₁-Generation mit Gg aus dem Schema herauslesen. Ebenso den Genotyp der grünen Erbse in der Parentalgeneration.
Genotypen, die zweimal den gleichen Erbfaktor haben, z.B. GG oder gg, bezeichnet man als reinerbig oder homozygot. Der Genotyp der Samen aus F ₁ mit Gg heißt mischerbig oder heterozygot oder hybrid. Zellen, wie die Körperzellen, die für jedes Merkmal zwei Erbanlagen enthalten, heißen diploid. Die Geschlechtszellen, die nur ein Gen enthalten, nennt man haploid.

Welchen Genotyp hat die grüne Erbse in der Parentalgeneration?
Ist die grüne Erbse aus der Parentalgeneration haploid oder diploid?

Im Kreuzungsschema fehlen noch die Genotypen der F ₂-Generation. Die grüne Erbse muß homozygot rezessiv, also gg sein.

Wie sehen aber die Genotypen der gelben Samen aus?

Nach dem Schema müßten zwei Drittel der gelben Erbsen heterozygot und ein Drittel homozygot dominant sein. Dem Phänotyp sieht man jedoch im dominant-rezessiven Fall den Genotyp nicht an. Wie kann man dennoch das im Kreuzungsschema kalkulierte Ergebnis verifizieren? Mendel benützte hierzu sogenannte

Rückkreuzungen

Dazu kreuzte er die zweifelhaften Genotypen mit einem homozygot rezessiven Elterntyp.
Du sollst die beiden Rückkreuzungen selbst auf einem Blatt Papier durchführen und kannst anschließend dein Ergebnis auf einem "Mausbild" abtasten.

Im Beispiel der gelben und grünen Erbsen sehen die Kreuzungsansätze folgendermaßen aus:

1. Die gelbe Erbse ist heterozygot:

2. Die gelbe Erbse ist homozygot:

Wie könnte man die Erkenntnisse über Rückkreuzungen, die du eben gewonnen hast, formulieren?

Die F ₂ -Generation im Kreuzungsschema kann man auch mit Hilfe eines Kombinationsquadrats darstellen:

Kreuzung mit Kombinationsquadrat

Als Merkmal betrachten wir die Blütenfarbe. Dabei bleibt der erste Teil bis zur F₁ gleich und erst der zweite Teil wird anders dargestellt.

Für das Gen der dominanten blauen Blütenfarbe wählen wir das große B.

Für das rezessive Gen nehmen wir entsprechend das kleine b

Beim Kombinationsquadrat stehen in der ersten Zeile und der ersten Spalte die Keimzellen aus F ₁ und werden im Quadrat miteinander kombiniert.
An welcher Generation und wie kann man erkennen, welches Merkmal dominant vererbt wird?
Wir können nun die bisherigen Erkenntnisse zusammentragen und die Mendelschen Regeln formulieren:

1. Mendelsche Regel oder Uniformitätsregel:
Kreuzt man zwei Individuen einer Art, die sich in einem Merkmal unterscheiden, das beide reinerbig aufweisen, so sind die Nachkommen in der F₁-Generation im betrachteten Merkmal uniform.(Man nennt diese Regel auch Reziprozitätsregel, weil das gleiche Ergebnis auftritt, wenn man bei der Kreuzung das Geschlecht der Eltern vertauscht, man also eine reziproke Kreuzung durchführt.)

2. Mendelsche Regel oder Spaltungsregel:
Kreuzt man die vorgenannten Mischlinge der F₁ - Generation untereinander, so spalten im dominant rezessiven Fall in der F₂-Generation die Merkmale im Zahlenverhältnis
3 : 1

wieder auf. (Da die Vererbung von Merkmalen statistischen Gesetzen gehorcht, wird dieses Zahlenverhältnis um so genauer erreicht, je größer die Zahl der Nachkommen ist.)

Intermediäre Vererbung

Bei Kreuzungsversuchen mit der Japanischen Wunderblume kommt man zu folgendem Ergebnis:

Was stimmt mit den bisherigen Kreuzungsversuchen überein?
Was ist bei dieser Kreuzung anders, als bei den bisherigen Kreuzungen?
Wir sehen, daß in der F ₁ eine Merkmalsmischung entsteht. Kein Merkmal dominiert über das andere, wie bei der dominant-rezessiven Vererbung. Wenn die Erbfaktoren von beiden Eltern zur Ausprägung kommen, spricht man von intermediärer Vererbung. Als Symbole wählt man kleine Buchstaben, wie bei rezessiven Genen.
Damit können wir uns das Kreuzungschema komplet mit den Genen und Keimzellen anschauen:

Die rote Blütenfarbe wird durch das Gen r hervorgerufen.

Weiß wird durch das Gen w bewirkt.

. Gilt die Uniformitätsregel auch bei intermediärer Vererbung? Begründe?
Vergleiche die Phänotypen und Genotypen der F ₂-Generation bei dominant-rezessiver und intermediärer Vererbung. Welchen Vorteil bietet hier der intermediäre Erbgang?

Dihybride Kreuzungen

Vergleiche den folgenden Kreuzungsansatz mit den bisherigen Kreuzungen:

Was fällt dir auf? Was ist anders?
Damit kann man den Anfang des Kreuzungsschemas besser so schreiben:

(Achtung!: Die Körperzellen haben für jedes Merkmal zwei Erbanlagen, die Geschlechtszellen nur eine Erbanlage für jedes Merkmal. Diese Aufteilung findet nach den Gesetzen der Wahrscheinlichkeit statt. In den Keimzellen muß also von jedem Merkmal genau eine Erbanlage sein.)

P:

gg rr

K:

[GR] [GR]

.

[gr] [gr]

.

F ₁:

.

Welche verschiedenen Geschlechtszellen kann es von der F ₁ geben?

Damit kann man das folgende Kombinationsquadrat erstellen:

Außer, daß in der F ₂ mehr verschiedene Phänotypen auftreten als bei den bisherigen Kreuzungen, ist hier noch etwas ganz besonderes geschehen. Welches Phänomen tritt hier zusätzlich auf? Begründe.

Damit können wir die dritte Mendelsche Regel formulieren.

3. Mendelsche Regel oder Regel von der Unabhängigkeit der Erbanlagen:
Die einzelnen Erbanlagen sind frei kombinierbar, d.h. sie werden unabhängig voneinander vererbt und bei der Keimzellenbildung neu kombiniert. (Diese Regel wird auch Regel von der Neukombination der Gene genannt.)

Erstelle ein Kreuzungsschema von der Parentalgeneration bis zur F ₂ für die folgende Kreuzung:(Arbeitsblatt zum Ausdrucken)

Du kannst das Kreuzungsschema aber auch am Bildschirm ausfüllen mit einem Auswahllückentext oder dem schwierigeren Lückentext
Charakterisiere die folgende Kreuzung zwischen einem schwarz-einfarbigen und einem braun-gescheckten Rind und erstelle ein Kreuzungsschema von der Parentalgeneration bis zur F₁. Beide Tiere sind reinerbig.
(Arbeitsblatt zum Ausdrucken) oder (am Bildschim ausfüllen mit einemAuswahllückentext oder dem schwierigerenLückentext )
Vervollständige die obige Rinder-Kreuzung bis zur F ₂.
(Arbeitsblatt zum Ausdrucken) oder (am Bildschim ausfüllen mit einem Auswahllückentext oder dem schwierigeren Lückentext )

Und hier gibt es zum Abschluß ein

zum Thema klassische Genetik. Hier kannst du sehen, ob du das Thema auch verstanden hast.

DFU-Sprachtrainer für Schüler mit Deutsch als Fremdsprache

Klassische Genetik:

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Dann eben als Offline-Kurs

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(Wiearbeitet man eigentlich mit so einem Selbstlernkurs?)Der erste Wissenschaftler, der Gesetzmäßigkeiten bei der Vererbung fand und formulierte, war Johann Gregor Mendel . Mendel machte zur Erforschung der Vererbung Versuche und beschränkte sich dabei auf leicht und eindeutig zu entscheidende Merkmale wie Blütenfarbe, Samenform oder Samenfarbe. Als Versuchsobjekt benützte er z.B.

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Fachbegriffe der Vererbungslehre nach Mendel

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Zuordnung von Fachbegriffen der Vererbungsregeln nach Mendel.

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Die Versuche von Gregor Mendel, dem alten Erbsenzähler

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Der Mönch Gregor Mendel erkannte durch seine Forschung an Erbsen die grundlegenden Regeln der Vererbung. 
Nutze dein Wissen über Mendels Versuche und löse den Lückentext.

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Ordne dem Bild die richtigen Buchstaben und Farben zu und erstelle so das Schema für die 2. Mendelsche Regel. 
Es handelt sich um einen dominant-rezessiven Erbgang. 
Als P-Generation dient die F1-Generation aus der 1. Mendelschen Regel.

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3. Mendelsche Regel - Neukombinationsregel

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Fülle die Lücken und übernimm den Text in deine Mappe .

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Fülle die zu den Erklärungen passenden Begriffe ein.

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Du findest hier eine Reihe von Apps, die die Grundlagen aus der Sek1 zum Thema Vererbung zusammenfassen.

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Grundlagen des Oberstufenunterrichts im Fach Biologie

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ANTON - the free learning app for school

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ANTON - the free learning app for school

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Interaktive Reise: Stammbaum des Menschen

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Interaktive Reise: Stammbaum des Menschen

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Der Stammbaum des Menschen - Entdecke die Vorfahren des Menschen. Wie sahen sie aus, wie haben sie gelebt?

Finde heraus wer unsere Vorfahren waren und was sie auszeichnete.

Du kannst dir einerseits den Zeitstrahl ansehen von wann bis wann die Menschenart gelebt hat oder du siehst dir auf der Karte den Erstfundort an.

Zeitstrahl

Der Zeitstrahl kann auf kleinen Bildschirmen horizontal nach Links und Rechts verschoben werden. Durch Klick auf eine der Arten können weitere Informationen angezeigt werden.

Karte

Die Markierungen auf der Karte zeigen die Erstfundorte der jeweiligen Arten.

Die Karte kann auf kleinen Bildschirmen in alle Richtungen verschoben werden.

Durch Klick auf eine der Arten können weitere Informationen angezeigt werden.

Impressum

Netzbewegung GmbH, Peter Bernstein (SWR)

Redaktion:

Peter Bernstein (SWR)

Grafik und Programmierung:

Netzbewegung GmbH

Projektleitung:

Monika Buscher (SWR)

Copyright:

© Südwestrundfunk 2021
Anstalt des öffentlichen Rechts
Neckarstraße 230
70190 Stuttgart

Telefon: 0711/929-0
E-Mail: info@swr.de

Umsatzsteuer-Identifikationsnummer: DE 812481116
Gesetzlicher Vertreter: Kai Gniffke (Intendant)

Leitung Planet Schule: Monika Buscher
www.planet-schule.de

Entstand in Zusammenarbeit mit den Kultusministerien der Länder Baden-Württemberg, Rheinland-Pfalz und Saarland.

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Planet Schule. SWR | Entdecke die Vorfahren des Menschen

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Wer waren eigentlich unsere Vorfahren und wie lange gibt es uns Menschen schon? Hier findest du es heraus!

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Das Tier in Dir 1 - Vom Ein- zum Vielzeller

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Das Tier in Dir 1 - Vom Ein- zum Vielzeller

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Die Sendungen können für den Einsatz im Unterricht heruntergeladen oder direkt von planet-schule.de gestreamt werden. Ein Video darf so lange verwendet werden, wie es auf planet-schule.de verfügbar ist. Siehe auch Service-Seite „Sendung gesucht".

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So exotisch manche von ihnen auch aussehen mögen - den Tieren ist der Mensch ähnlicher, als man auf den ersten Blick glauben mag. Denn unser Körper ist ein Archiv der Evolution. Die Durchsichtigkeit unserer Augen-Hornhaut, die aus Kollagen besteht, das auch Quallen durchsichtig macht, zeigt dies ebenso deutlich wie unsere Haare, die ein Relikt aus unserer Säugetier-Vergangenheit sind.

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Der Mensch ist ein Wasserwesen. Denn in den Urozeanen der Erdgeschichte liegen unsere tierischen Wurzeln. Dies zeigt Teil 2 der Dokumentation „Das Tier in Dir" aus der Reihe „Experiment Verwandtschaft" mit ungewöhnlichen Einblicken in den menschlichen Körper und in dessen Vergangenheit. Noch heute werden beim Embryo zwischen den Fingern Schwimmhäute angelegt, die sich erst später zurückbilden.

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Das Tier in Dir 3 - Vom Reptil zum Säuger

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Das Tier in Dir 3 - Vom Reptil zum Säuger

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Die Evolution macht den Menschen zu einer lebenden Verbindung mit der Vergangenheit des blauen Planeten. Dies ist auch der Inhalt von Teil 3 der Dokumentation „Das Tier in Dir“ aus der Reihe „Experiment Verwandtschaft“. Besonders deutlich zeigen sich unsere tierischen Wurzeln an den Patenten der Nat…

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ANTON - the free learning app for school

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ANTON - the free learning app for school

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- Was besagt die Theorie der Artenkonstanz? Erkläre!
- Was besagt die Katastrophentheorie? Erkläre!
- Was besagt der Lamarckismus? Erkläre!
- Was besagt Darwins Evolutionstheorie? Erkläre!

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ANTON - the free learning app for school

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ANTON - the free learning app for school

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