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Genetik und Biotechnologie • Beitrag 3
Erbkrankheiten (Klasse 9/10)
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Vererbt oder angeboren? – Ein Gruppenpuzzle zu den Erbkrankheiten des Menschen
Joachim Poloczek, Winterbach
Foto: iStockphoto.com
Albinismus, Bluterkrankheit, Kurzingrigkeit,
Rot-Grün-Sehschwäche oder Trisomie 21 –
handelt es sich bei diesen Erkrankungen um
Erbkrankheiten oder sind sie angeboren, d. h.
ganz spontan bei der Meiose der Keimzellen
entstanden?
Dieser Frage gehen Ihre Schüler beim Gruppenpuzzle auf den Grund. Dazu müssen sie
Informationen aus Texten entnehmen, Stammbäume erstellen und ihr Vorwissen über die
verschiedenen Erbgänge reaktivieren.
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Der Bruder dieses Geschwisterpaares hat Albinismus. Ist diese Krankheit vererbt oder angeboren?
Mit Vor- und Nachtest!
Das Wichtigste auf einen Blick
Klasse: 9/10
Dauer: 5 Stunden
Kompetenzen: Die Schüler …
• können die Erbgänge von Albinismus,
der Bluterkrankheit, der Rot-Grün-Sehschwäche und der Kurzingrigkeit
aufstellen.
• sind in der Lage, die Entstehung von
Trisomie 21 zu beschreiben.
Aus dem Inhalt:
• „Dalli-Klick“-Verfahren zum Einstieg
in das Thema
• Gruppenpuzzle zu den Erbgängen unterschiedlicher Erbkrankheiten und Fehlern
bei der Chromosomenverteilung
• Vor- und Nachtest sowie kooperative
Wiederholung zur Selbsteinschätzung
• können einen Stammbaum erstellen
und eine Stammbaumanalyse
durchführen.
5 RAAbits Realschule Biologie März 2012
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Erbkrankheiten (Klasse 9/10)
Genetik und Biotechnologie • Beitrag 3
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Die Reihe im Überblick
Ab = Arbeitsblatt/Informationsblatt
= Zusatzmaterial auf CD
Fo = Folie
LEK = Lernerfolgskontrolle
Stunde 1: Vererbt oder angeboren? – Einstieg
Material
Thema und Materialbedarf
M 1 (Fo)
Um welches Thema geht es?
r 7 selbstklebende Notizzettel
Stunden 2–4: Gruppenpuzzle „Vererbt oder angeboren?“
Material
Thema und Materialbedarf
Gruppenpuzzle – so geht’s (Zusatzmaterial auf CD)
(Ab)
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M 2 (Ab)
Wenn der Farbstoff fehlt – Albinismus bei Menschen
M 3 (Ab)
Adel verplichtet – die Bluterkrankheit
M 4 (Ab)
Ein Chromosom zu viel – das Down-Syndrom
M 5 (Ab)
Von Kurz- und Langingern – die Kurzingrigkeit
M 6 (Ab)
Über schwarze Tomaten und graue Äpfel – die Rot-Grün-Sehschwäche
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Stunde 5: Wiederholung und Lernerfolgskontrolle
Material
Thema und Materialbedarf
M7
(Ab/LEK)
Wo inde ich jemanden, der …
M8
(Ab/LEK)
Teste dich selbst! – Was weißt du alles über vererbte und angeborene
Krankheiten?
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Auswertungsbogen für den Selbst-Test M 8 (Zusatzmaterial auf CD)
(Ab/LEK)
Minimalplan
Die Zeit ist knapp? Dann lassen Sie den Vor- und Nachtest (M 8) sowie die Wiederholung
„Wo inde ich jemanden, der …“ (M 7) weg.
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Erbkrankheiten (Klasse 9/10)
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M1
Um welches Thema geht es?
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Vererbt oder angeboren?
5 RAAbits Realschule Biologie März 2012
Fotos: 1), 5), 6) Thinkstockphotos.com, 2), 3) dpa/pictutre-alliance.com, 4) iStockphoto.com
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Erbkrankheiten (Klasse 9/10)
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Wenn der Farbstoff fehlt – Albinismus
bei Menschen
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Aufgabe 1
Lies dir den Text durch.
Albinismus (lateinisch: albus, weiß)
beruht auf einer angeborenen Störung
der Bildung von Melanin. Melanin ist ein
dunkles Pigment (Farbstoff), das in der
5 Haut und in den Haaren vorkommt und
den Körper vor Sonnenstrahlen schützt.
Die UV-Strahlen der Sonne führen zur
Melaninbildung in der Haut, wodurch
die Haut dunkler wird. Ist die Pigmentbil10 dung gestört, bleibt die Haut heller und
es besteht Sonnenbrandgefahr.
Normalerweise beindet sich auch in
der Netzhaut und in der Iris des Auges
Melanin. Fehlt nun das Pigment bei
15 Menschen mit Albinismus, so führt dies
zu folgenden Veränderungen am Auge:
Das fehlende Pigment in der Iris des
Auges verursacht eine erhöhte Blendempindlichkeit. Außerdem ist häuig der
20 Verlauf der Sehnerven durch das Gehirn
verändert, wobei das räumliche Sehen
eingeschränkt ist. Da die Entwicklung der
Netzhautstelle des schärfsten Sehens von
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Melanin beeinlusst wird, ist die
Sehschärfe stark eingeschränkt. Diese
Sehschwäche kann nicht durch Brillengläser korrigiert werden, sodass
Menschen mit Albinismus z. B. Vergrößerungsgläser benötigen, um Kleingedrucktes zu lesen.
In Deutschland leben circa 5.000
Menschen mit Albinismus. Bei einem Teil
sind ausschließlich die Augen betroffen,
Haut und Haare dagegen haben eine
normale Farbe. Die Erkrankung kann
weitervererbt werden und ist nicht
heilbar, weil sie auf eine Genmutation
zurückgeht. Menschen mit Albinismus
müssen die Sonne nicht völlig meiden,
wenn sie im Freien eine Kopfbedeckung,
eine Sonnenbrille und entsprechende
Kleidung tragen sowie Sonnenschutzmittel mit einem sehr hohen Lichtschutzfaktor verwenden. Ansonsten können sie
ein völlig normales Leben führen.
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Afroamerikanischer
Jugendlicher mit
Albinismus
Fotos: iStockphoto.com
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Geschwisterpärchen auf einer Hängematte. Der
Bruder ist an Albinismus erkrankt.
Aufgabe 2
a) Was ist die Ursache für Albinismus?
b) Erläutere die Folgen des Albinismus beim Menschen.
c) Worauf müssen Menschen mit Albinismus achten?
Wusstest du schon, …
… dass die angeblich „roten Augen“ bei Albinismus in Wirklichkeit grau oder blau
sind? Der Eindruck von „roten Augen“ entsteht durch die Relexion des Lichts an
der rötlichen Netzhaut, da die Iris ja kaum pigmentiert ist.
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Erbkrankheiten (Klasse 9/10)
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Aufgabe 2: Wie entsteht Trisomie 21?
a) Vervollständige das Schema, sodass man die Entstehung der Trisomie 21 in der 2. Reifeteilung bei einer Frau erkennen kann.
Samenzelle
1. Reifeteilung
2. Reifeteilung
Eizelle
befruchtete Eizelle
b) Erkläre, warum es sich bei Trisomie 21 um eine Genommutation und nicht um eine Genmutation handelt.
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Aufgabe 3
Erstelle eine Mindmap zum Thema Trisomie 21. Berücksichtige dabei folgende Themen:
Ursache der Trisomie 21, typische Merkmale der Menschen mit Down-Syndrom, Entwicklung, ...
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Aufgabe 4
Stelle die Häuigkeit von Trisomie 21 bei Neugeborenen in einem Kurvendiagramm dar.
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Die Achsen des
Diagramms könnten so aussehen.
Verbinde die
Punkte durch eine
Kurve und vergiss
nicht, die Achsen
zu beschriften.
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1:1000
1:1500
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Wusstest du schon, …
… dass in 95 % der Fälle die Eizelle und nur in 5 % der Fälle die Samenzelle ein zusätzliches
Chromosom Nr. 21 enthält?
… dass die Trisomie 21 nur dann wirklich vererbt werden kann, wenn die Mutter bereits selbst
Down-Syndrom hat?
… dass Menschen mit Down-Syndrom aufgrund der guten medizinischen Versorgung etwa die
gleiche Lebenserwartung haben wie der Bevölkerungsdurchschnitt?
… dass die Bezeichnung Trisomie 21 für das Datum Pate stand, an dem jedes Jahr der Welttag
des Down-Syndroms stattindet? Es ist der 21. Tag des dritten Monats.
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Lösungen (M 5)
Aufgabe 2
Genotyp: K  Kurzingrigkeit;
k  normale Finger
Merkmalsträger: Kreis des Geschlechtssymbols schwarz ausgemalt
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Max
Aufgabe 3
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a) Das Verhältnis von Menschen mit Kurzingrigkeit zu Menschen mit normalen Fingern ist
9:11 (9 Personen mit Kurzingrigkeit, 11 Personen mit normalen Fingern).
b) Wenn Max’ Mutter homozygot bzgl. der Kurzingrigkeit gewesen wäre, dann wären alle
Kinder heterozygot und damit kurzingrig. Das Verhältnis wäre also 1:1.
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Aufgabe 4
Beim Erbgang der Kurzingrigkeit handelt es sich um ein dominant vererbtes Merkmal.
Aufgabe 6
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a) Bei der Kurzingrigkeit stellt entweder das mittlere Fingerglied sein Wachstum vorzeitig
ein und verschmilzt mit dem vorderen Fingerglied, sodass der Finger nur ein Gelenk hat.
Oder die Finger- und Mittelhandknochen sind so stark verkürzt, dass die Hand stummelförmig erscheint. Es können einzelne oder mehrere Finger an beiden Händen verkürzt sein.
b) Die Kurzingrigkeit kann keine ansteckende Krankheit sein, weil die Analyse von Stammbäumen zeigt, dass die Krankheit gehäuft in Familien auftritt.
Lösungen (M 6)
Aufgabe 2
a) Bei einer Rot-Grün-Sehschwäche funktionieren die farbempindlichen Zellen in der Netzhaut für Rot und Grün nicht ganz normal; bei Rot-Grün-Blindheit fehlen die farbempindlichen Zellen für Rot, Grün und Blau ganz. Deshalb erscheint Menschen mit einer RotGrün-Sehschwäche eine rote Tomate fast schwarz und ein grüner Apfel grau. Dagegen
können sie Orange und Braun ähnlich wahrnehmen wie Normalsichtige. Die betroffenen
Personen leiden weniger an der eigentlichen Farbenblindheit als unter einer stark verminderten Sehschärfe (ca. 10–15 % der normalen Sehschärfe) und einer starken Blendempindlichkeit.
b) Folgende Gefahrenquellen können sich für Menschen mit einer Rot-Grün-Sehschwäche
ergeben: Straßenverkehr, Signalanlage (z. B. Ampel), rote Sicherheitslampen an Maschinen,
rote Warnhinweise
c) Folgende Berufe könnten für Personen mit einer Rot-Grün-Sehschwäche bzw- Rot-GrünBlindheit ungeeignet sein: Polizist, Berufspilot, Lokomotivführer, Graiker/Drucker usw.
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