Schulaufgabenvorbereitung Q11/2 Biologie

Vorbemerkung: das Übungsmaterial ist für eine umfassende Vorbereitung gedacht. Für "bescheidenere" Ansprüche kann die Zahl der Übungsaufgaben reduziert werden, vor allem wenn zum gleichen Themenpunkt mehrere Übungsaufgaben angeboten sind. Beim Thema Gentechnik sollte allerdings alles angeschaut werden!

Hauptthema: Mutationen

Begriffe

Mutation, Mutagen, Genmutation, Punktmutation, Rastermutation, Stumme Mutation, Unsinnmutation, Basenaustausch, Baseneinschub, Basenverlust

Themenbereich: Mutagenwirkung

Beispiele Lernen: 1. Salpetrige Säure (Heft); 2. Bromuracil (Buch S77, "Zettelkasten")

Themenbereich: Anwendung des Genetischen Codes (Triplett-Codes), Übungsaufgaben

Wiederholung der Aufgabe aus der Schulaufgabe 11/1: Alte Schulaufgabe achtgeben, ob die Code- oder die Codogen-Sequenz der DNA gegeben ist.

Wiederholung der Abituraufgabe (Übungsblatt mit Aufgaben über die Mitochondrien-DNA; "Eine der häufigsten Mutationen beim Leigh-Syndrom führt zu einem Austausch der Aminosäuren ...")

Themenbereich: Sichelzellenanämie

Wiederholung aus dem Heft, Buch S.81 linke Spalte einschließlich Aufgaben 1 und 2

Hauptthema: Gentechnik

Begriffe

Plasmid, Restriktionsenzym, klebrige Enden, Ligase, Hybridplasmid (=Hybridvektor), transgenes Bakterium, Selektionsverfahren (Markergene), PCR-Methode, Genisolation, Gensonde, Genetischer Fingerabdruck, Ti-Plasmidtechnik

Themenbereich: Gentechnik bei Bakterien

Standard-Verfahren (S. 112, Heft) gründlich lernen.

Verfahren zur Hybrid-Vektor-Selektion ( Hybrid-Vektor-Klonselektion-Stempeltechnik S. 113)

Themenbereich: Genanalyse, Genisolation

Buch S.116,.., S.118 (PCR)

Das Thema wurde im Unterricht nur kurz (zu kurz) angesprochen. Es ist für viele Anwendungen wichtig, z.B. für die Fremdgenisolierung, den Genetischen Fingerabdruck, den Heterozygotentest.

zunehmend schnellere

Wanderung

 

kürzere Fragmente

 

längere Fragmente

 

Eine DNA-Probe, die meist nur Spuren von DNA enthält, wird zunächst einer DNA-Vervielfältigung im Reagenzglas (PCR) unterworfen. Dann wird die so klonierte DNA mit einem Restriktions-enzym behandelt, wodurch sie in unterschiedlich lange Fragmente zerstückelt wird ("Schrotschuss-Klonierung"). Das Gemisch der DNA-"Schnippsel" wird nun z.B. durch eine Elektrophorese aufgetrennt.

[Anmerkung: Die Phosphorsäurereste der DNA tragen negative Ladungen; deswegen wandert die DNA zum +Pol, allerdings je nach Größe des Fragments unterschiedlich schnell]

Das Ergebnis der Elektrophorese kann unterschiedlich sichtbar gemacht werden, z.B. durch Bestrahlung mit UV.

Soll nur ein bestimmtes Fragment sichtbar gemacht bzw. isoliert werden, muss Gensonde angelagert werden. Die Gensonde ist eine kurze DNA, die einem Abschnitt des Zielgens komplementär ist und das Fragment mit dem Zielgen markiert. Die Gensonde enthält radioaktive Nukleotide, sodass das Fragent mit der Gensonde anhand seiner Strahlungsaktivität sichbar gemacht wird.

 

Themenbereich PCR

Wiederholung anhand Referat und S. 118

Themenbereich Genetischer Fingerabdruck

Wiederholung anhand Referat und S. 118, 119. Außerdem Aufgaben 2 u. 3, S. 119 Lösungen zu diesen Aufgaben

Themenbereich "Grüne Gentechnik"

S. 122 Ti-Plasmid-Technik lernen

Aufgabe 1, S. 123: die hier gegebene Lösung durchlesen:

Herbizidresistenz:

Pro: Herbizide können gezielter eingesetzt werden, oft schon früh in der Vegetationsperiode, was auch die Einsatzmenge reduziert.

Contra: Abnehmer geraten in Abhängigkeit von Gentechnik-Firmen, da sie Saatgut nicht mehr selbst gewinnen können. Der Herbizideinsatz wird möglicherweise vermehrt. Gesundheitsbedenken transformierter Pflanzen, Auswilderungsrisiko

Insektenresistenz:

Pro: Weniger Insektizide sind nötig.

Contra: Gesundheitsbedenklichkeit und Auswilderungsrisiko transformierter Pflanzen

Golden Rice:

Pro: Vitamin-A-Mangel sind Folgen einseitiger Ernährung mit Reisprodukten in der Dritten Welt. Mit der neuen Sorte wäre die Ernährung vollwertiger.

Contra: Nebenwirkungen sind nicht absehbar, Vitamin-A-Gehalt ist zu gering, um Mangelerscheinungen zu heilen, Abhängigkeit von Saatgut-Firmen mit Patentrechten.

Gen-Tomate:

Pro: bessere Transport- und Lagerfähigkeit

Contra: Unsichtbares Altern und Verlust von Vitaminen und anderen Inhaltsstoffen. Die Tomate altert trotzdem, ihr Vitamingehalt nimmt ab. Gesundheitsbedenklichkeit trans-formierter Pflanzen.

 

Hauptthema Blutgruppenvererbung

Begriffe

Antigen, Antikörper, Antigen-Antikörper-Reaktion, Agglutination, AB0-System, Kodominante Vererbung, Multiple Allelie, Rhesus-System, Rhesusunverträglichkeit, Anti-D-Prophylaxe

Themenbereich: AB0-System

Grundlagen am einfachsten anhand von Aufgabe 1, Seite 103 wiederholen. Außerdem die Begriffe Kodominanz und Multiple Allelie

Lösung zu dieser Aufgabe:

Themenbereich: Rhesus-System, Rhesusunverträglichkeit

Wiederholung (gründlich) aus Heft und S. 102, 103

Aufgaben 2 u. 3, S. 103

Aufgabe 3:

 
Lösungen zu diesen Aufgaben:

Aufgabe 2:

Aufgabe 2 vom Übungsblatt:

Lösung hierzu

Hauptthema: Erbgänge von Stoffwechselleiden beim Menschen

Begriffe, Grundlagen

Allel, Genotyp, Phänotyp, homozygote, heterozygote Personen, Konduktor(inn)en, hemizygoter Zustand beim Mann, Mendelsche Regeln, einfaches Erbgangschema (monohybrid) nach Mendel

Vererbungsarten: dominant-rezessiv, kodominant, intermediär

Erbgangtypen: autosomal-rezessiv, autosomal-dominant, X-chromosomal-rezessiv (=gosomal-rezessiv)

Schreibweisen: autosomale Allele A, a; X-chromosomale Allel XA, Xa

Themenbereich: Stammbaumanalyse

Eine typische Aufgabe zu diesem Thema baut auf einem gegebenen Stammbaumausschnitt auf, der die Verwandtschaftsverhältnisse und die Phänotypen der Personen zeigt. Die Aufgabe besteht dann aus dem Bestimmen / Charakterisieren des Erbgangtyps, meist nach dem Ausschlussverfahren ("..., indem Sie andere, Ihnen bekannte Erbgangtypen ausschließen"). Ist der Erbgangtyp ermittelt, heißt es meist: "... und bestimmen Sie die Genotypen der Personen ... so genau wie möglich"

Themenbereich: Autosomale Erbleiden

Autosomal-rezessive Erbleiden sind Stoffwechselerkrankungen, bei denen ein Defekt bei einem auf einem Autosom liegenden Gen vorliegt, wodurch typischerweise bei Homozygotie (Genotyp aa) ein Enzymmangel entsteht, der zum Krankheitsbild führt. Die autosomal-rezessive Vererbung stellt den häufigsten Typ dar; im Unterschied zur autosomal-dominanten und zur X-chromosomal-rezessiven Vererbung lässt sich dieser Erbgangtyp meist eindeutig am Stammbaum ablesen.

Phenylketonurie gut lernen. Über Inzuchtlinien bescheid wissen.

Autosomal-dominante Erbleiden lassen sich ausschließen, wenn gesunde Eltern kranke Kinder haben, deswegen tritt eine dominant vererbte Krankheit in allen Stammbaumlinien durchgängig auf, was allerdings auch bei rezessiven Leiden der Fall sein kann.

Typisch sind Fehlbildungen des Halte- und Bewegungsapparates; lernen Marfan-Syndrom, kennen: Kurzfingrigkeit

Themenbereich: X-chromosomale Erbleiden

Bluterkrankheit als wichtigstes Bsp. kennen, einschließlich Blutgerinnungsprozess, außerdem Rot-Grün-Blindheit

Aus diesem Themenbereich haben wir die Ex geschrieben Angabe der Stegreifaufgabe

 

Aufgaben aus dem Buch zu den letzten drei Themenbereichen: S. 104, Aufgabe 1 bis 5.

Lösungen zu den Aufgaben

 

Aufgaben von den Übungsblättern

Aufgabe 1 vom Übungsblatt I Lösung hierzu

Aufgabe 2 vom Übungsblatt IV Lösung hierzu

Themenbereich: Genetische Beratung (Krankheits- und Familiengeschichte, Heterozygotentest, Pränatale Diagnose)

Unter "Genetische Beratung anhand von Krankheits- und Familiengeschichten" fallen Aufgaben wie Aufgaben 2, S. 104 (Lösung hierzu) oder wie Aufgabe 1, S. 110 (Lösung hierzu). Die letzte Aufgabe ist ähnlich wie die Aufgabe 2 vom Übungsblatt IV, aber etwas schwieriger

Heterozygotentests haben das Ziel bei Eltern oder Kindern rezessiver Erbleiden den phänotypisch nicht krankhaft in Erscheinung tretenden Genotyp Aa nachzuweisen. Siehe hierzu im Heft den Heterozygotentest zur Phenylketonurie anhand von Stoffwechselmessungen. Moderne Formen des Heterozygotentest bedienen sich der Genanalyse

Pränatale Diagnose – hierunter versteht man Methoden, die sich einer direkten Probennahme am ungeborenen Leben bedienen. Siehe Zusammenstellung S. 110.

Aus dem letzten Grundkurs-Abi

Zwei typische Aufgaben aus dem Aufgabenblock "Sichelzellenanämie", die gut zu lösen waren.

Lösungen zu 2.1 und 2.2

Hauptthemen Photosynthese und Glucoseabbau

Einteilung im Folgenden nach den Überschriften im Buch

Auto- und Heterotrophe Lebensweise (S. 32)

fasst Grundwissen aus der Mittelstufe zusammen. Die Begriffe auto- und heterotroph müssen gekonnt werden.

Äußere Einflüsse auf die Fotosynthese (S. 34)

Wiederholung aus dem Heft

Isolierung der Blattfarbstoffe (S. 35)

Chromatografie-Versuch: Buch, Heft, Internet-Seite hierzu

Pflanzen brauchen rotes und blaues Licht (S. 36, Zettelkasten)

Lichtabsorptions- und Wirkungsspektrum von Chlorophyll, Engelmann-Versuch, Hilfspigmente

Zweigeteilte Photosynthese (S. 38)

Chloroplast (Heft!), Tracer-Experiment → moderne Bruttophotosynthesegleichung, Hill-Experiment, Schema "Zweigeteilte Fotosynthese" (besser aus dem Heft)

Licht- und Dunkel-Reaktion (S. 40 – 43)

gründlich Lernen. Übersichtschema Lichtreaktion (Internetseite), Übersichtsschema Calvin-Zyklus (Internet-Seite)

Übungsaufgaben

Aus dem Buch

S. 35, 1 u. 2: Zu diesen Versuchen am besten die erste beiden Videos über klassische PS-Versuch ansehen. Wie

Video1 Video2 Video3

dann Lösungen überlegen und überprüfen

S. 39, 1: Lösung lesen

S. 39, 2: Überlegen, dann nachlesen

S. 41, 1: haben wir im Unterricht angesprochen, kann man draufkommen

S. 41, 3: Kommt man nicht drauf, Lösung trotzdem "lesenswert"

S. 43, 1: erst die Fragestellung durch das wort MÜSSEN ergänzen ->

"... zwölf Moleküle Wasser gespalten werden m ü s s e n "

S. 43, 2: kommt man drauf

S. 43, 3: Sich über den pH-Wert informieren, dann Lösung überlegen

S. 43, 4: Wenn man die Dunkelreaktion gelernt hat, kommt man drauf

S. 43, 5: Kurz überlegen, was Energieumwandlung hier bedeutet, dann nachlesen; die Lösung ist ziemlich detailliert.

Lösungen zu diesen Aufgaben aus dem Buch hier

Weitere Übungsaufgaben zur Photosynthese und zum G l u c o s e a b b a u mit Lösungen hier