Stationenlernen Biologie Kl.9/10

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Stationenlernen BIOLOGIE 9.-10. Schuljahr – Bestell-Nr. P12 347

Inhalt

Vorwort ... 4 Stationenlaufzettel ...5 Niveauübersicht über die Stationen ...6 Chromosomen ...7 – 8 Karyogramm ...9 – 10 Mitose ...11 – 12 DNA-Träger der Erbinformation ...13 – 14 DNA-Replikation ...15 – 16 Meiose ...17 – 18 1. Mendelsche Regel ...19 – 20 2. Mendelsche Regel ...21 – 22 Mendel aus heutiger Sicht ...23 – 24 3. Mendelsche Regel ...25 – 26 Multitalent Protein ...27 – 28 Proteinbiosynthese ...29 – 30 Die Entstehung des Erdenlebens ...31 – 32 Die Erdzeitalter ...33 – 34 Die Entwicklung vom Wasser ans Land ...35 – 36 Mosaikformen ...37 – 38 Analoge und homologe Organe ...39 – 40 Zuordnungen und Einteilungen ...41 – 42 Evolutionsfaktoren ...43 – 44 Evolutionstheorien ...45 – 46 Mensch und Menschenaffe ...47 – 48 Wie beginnt ein Menschenleben ...49 – 50 Das Nervensystem ...51 – 52 Aufbau von Nervenzellen...53 – 54 Weiterleitung an einer Synapse ...55 – 56

Wissenskarten ...56 – 84 Seite

VORSC

HAU

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Genetik Niveau Seite

Chromosomen

ʘ

⁷

Karyogramme

!

⁹

Mitose

ʘ

¹¹

DNA-Träger der Erbinformation

ʘ

¹³

DNA-Replikation

!

¹⁵

Meiose



¹⁷

1. Mendelsche Regel

ʘ

¹⁹

2. Mendelsche Regel

ʘ

²¹

Mendel aus heutiger Sicht

!

²³

3. Mendelsche Regel



²⁵

Proteine

!

²⁷

Proteinbiosynthese



29

Stammesgeschichtliche Entwicklung Niveau Seite

Entstehung des Erdlebens

ʘ

³¹

Erdzeitalter

!

³³

Entwicklung vom Wasser ans Land

!

³⁵

Mosaikformen

ʘ

³⁷

Analoge und homologe Organe

!

³⁹

Zuordnung und Einteilung



⁴¹

Evolutionsfaktoren

!

⁴³

Evolutionstheorien

!

⁴⁵

Mensch und Menschenaffen

ʘ

⁴⁷

Neurobiologie Niveau Seite

Wie beginnt ein Menschenleben?

ʘ

⁴⁹

Das Nervensystem

!

⁵¹

Aufbau von Nervenzellen

ʘ

⁵³

Weiterleitung an einer Synapse

!

⁵⁵

Niveauübersicht über die Stationen

Wissenskarten

VORSC ʘ ! 

57-84

HAU

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Genetik Chromosomen ʘ

Aufgabe 1: Vervollständige den Lückentext mit Hilfe der Grafik zum Aufbau der DNA.

Die DNA befindet sich im __________________________. Mit einem Lichtmikroskop ist dort jedoch nur das ______________________________ zu sehen. Wenn sich die Zelle teilt, also während der Mitose, dann sind die ______________________________ zu sehen, da sie die Transportform der DNA sind. Die _________________________________ bestehen aus zwei _________________________.

Diese bestehen aus dem _______________________ der um _________________________

gewickelt ist. Betrachtet man diesen näher, so sieht man die __________________________.

Wenn man diese entspiralisiert, so erkennt man die ___________________________, diese bestehen aus ___________________________________, einem ______________________

und den __________________________________________. Diese funktionieren nach dem __________________________________. Es passt immer _________________________ zu _____________________ und ______________________ zu _________________________.

Diese werden durch Wasserstoffbrückenbindungen zusammengehalten.

Aufgabe 2: Ergänze die Grafik.

22 Paar 22 Paar

Chromosomensatz Chromosomenanzahl

VORSC

HAU

(4)

Genetik DNA ─ Träger der Erbinformation ʘ

Aufgabe 1: Ordne dem folgenden Strang die jeweiligen komplementären Basen zu.

Aufgabe 2: Beschrifte die Bestandteile eines Nukleotides.

Aufgabe 4: Zeichne einen Strang nach der Abfolge aus Aufgabe 1 der ersten fünf Basenpaare.

Aufgabe 3: Wodurch werden die Basenpaare „zusammengehalten“?

_________________________________________________________________

A - T - A - G - C - T - C - G - A - T - C - G - - - - - - - - - - - -

___________________ _______________ ___________________________

VORSC

HAU

(5)

Genetik 1. Mendelsche Regel ʘ

Aufgabe 1: Ergänze die Grafik.

Aufgabe 2: Wie lautet die 1. Mendelsche Regel?

_________________________________________________________________

zwischenelterlicher Erbgang w = weiß

s = schwarz

F ₁

P

______________________

VORSC

HAU

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Genetik

3. Mendelsche Regel 

Aufgabe: Erstelle selbst einen dominant-rezessiven Erbgang zur 3. Mendelschen Regel.

dominanter-rezessiver Erbgang ______ = ______________________

______ = ______________________

F ₁

F ₂

P X

X

^↑

VORSC

↑

HAU

(7)

Proteinbiosynthese 

Aufgabe: Um herauszubekommen, welche Basenfolge nun welches Protein erzeugt, benutzt man die sogenannte Code-Sonne. Die Sonne wird von Innen nach Außen gelesen. Versuche folgende Basentripletts zu decodieren.

a) A – G – G = __________________

c) T – G – T = __________________

e) A – G – G = __________________

g) A – G – G = __________________

i) A – G – G = __________________

b) C – T – C = __________________

d) G – C – A = __________________

f) G – G – G = __________________

h) T – T – T = __________________

j) G – T – C = __________________

Histidine Glut

amine

Proline

Arginine

Leucine

Asparticacid Glutamicacid Alanine

Glycine Valine

Tyrosine STO Serine P

Cysteine STOP Tryptophan Phenylalanine

Leucine Asparagine

Lysine Thr

eonine Serine

Arginine Isoleu

cine Me thionine

His Gin Pro

A

rg

Leu sp A

lG

u

la A G ly V al T yr S TP Se r ys C ST TP pr

P

eh

u e L

Asn

Lys Thr Ser Arg Iie ^M^et

H Q

P R

L

D

E A G V

Y

* S C W * F

L

N

K T

S R I M

VORSC

HAU

(8)

Die Entwicklung vom Wasser ans Land

Stammesgeschichtliche Entwicklung

!

Aufgabe: Beschreibe den Weg der Entwicklung vom Wasser ans Land mit Hilfe der Grafik.

___________________________________________________________________________

VORSC

HAU

(9)

Analoge und homologe Organe !

Aufgabe 1: Schaue dir die Abbildung der Grundbaupläne aus Aufgabe 2 genau an.

Wie nennt man die Organe, die im Grundbauplan gleich sind?

_________________________________________________________________

Aufgabe 2: Welche Funktionen erfüllen die Organe bei den jeweiligen Tieren?

Ergänze die Tabelle.

Mensch Pferd Vogel Delphin

Oberarm- knochen

Elle

Speiche

Handwurzel- knochen Mittelhand- knochen

Fingerknochen

VORSC

HAU

(10)

Mensch und Menschenaffen

Stammesgeschichtliche Entwicklung

ʘ

Aufgabe 1: Vergleiche anhand der Grafik die Anordnung der Zähne.

Menschenaffe Mensch

Aufgabe 2: Vergleiche Hände und Füße anhand der Grafik miteinander.

Menschenaffe Mensch

Aufgabe 3: Warum ist der aufrechte Gang bei einem Menschen möglich und bei einem Menschenaffen nicht?

____________________________________________

VORSC

HAU

(11)

Aufgabe: Beschrifte die Bestandteile einer Nervenzelle.

Aufbau von Nervenzellen

Neurobiologie

ʘ

„Sender “ „Emp fäng er “

VORSC

HAU

(12)

Genetik

Mitose

WISSENSKARTE

Genetik

Bevor sich eine Zelle teilt, wird die Erbinformation kopiert. Diese Zellteilung einer Körper- zelle nennt man Mitose. Während dieser Mitose werden die Chromatiden getrennt und neu geordnet auf die Tochterzelle verteilt. Am Ende teilt sich ebenso das Zellplasma und aus einer Mutterzelle werden zwei erbgleiche Tochterzellen.

Die Mitose verläuft in Stadien, die folgendermaßen ablaufen:

Interphase Prophase Metaphase

Anaphase Telophase

Interphase

VORSC

HAU

(13)

Meiose

Genetik

Auch in den Keimzellen liegt ein diploider Chromosomensatz vor. Diese Keimzellen entstehen ebenso durch Teilung. Wenn bei der Befruchtung zwei diploide Zellen verschmelzen würden, so würde sich demnach der Chromosomensatz verdoppeln. Jedoch enthalten alle mensch- lichen Zellen nur 46 Chromosomen und somit müssen Keimzellen einen haploiden Chromo- somensatz mit 23 Chromosomen besitzen. Aus diesem Grund wird bei der Bildung von Keim- zellen der doppelte Chromosomensatz auf den einfachen Chromosomensatz reduziert. Diese besondere Zellteilung nennt man Meiose.

Die Zellteilung verläuft in zwei Phasen, also zwei Teilungen nacheinander. Die homologen Chromosomen ordnen sich paarweise genau nebeneinander in der Äquatorialebene an.

Anschließend werden die homologen Chromosomen getrennt und auf die beiden Tochter- zellen verteilt. So entstehen aus einer diploiden Keimzelle mit 46 Chromosomen zwei haploide Zellen mit je 23 Chromosomen. Da hier die Anzahl der Chromosomen vermindert wird, spricht man von der Reduktionsteilung.

In diesen neu gebildeten haploiden Zellen besteht nun jedes Chromosom aus zwei Chroma- tiden. Diese Reifeteilung ähnelt der Mitose, da hier die Chromatiden getrennt werden. Der Unterschied zur Mitose ist jedoch, dass jedes Chromosom nur einmal vorhanden ist. Ist die zweite Reifeteilung abgeschlossen, so sind vier reife, haploide Keimzellen entstanden.

Nun werden die Erbinformationen durchmischt. Nochmals zur Erinnerung: Jede Körper- zelle des Menschen besitzt 46 Chromosomen; die 22 homologen Paare und ein Paar aus Geschlechtschromosomen. Hier wurde jeweils zur Hälfte etwas von der Mutter und zur ande- ren Hälfte vom Vater vererbt. Somit enthält jede Zelle 23 väterliche und 23 mütterliche Chro- mosomen. Wenn sich die homologen Chromosomenpaare an der Äquatorialebene, während der ersten Reifeteilung, anordnen, so geschieht dies rein zufällig. Somit ist es auch absoluter Zufall, welche väterlichen und welche mütterlichen Chromosomen bei der nachfolgenden Trennung in die Keimzelle gelangen; die Erbinformation wird neu kombiniert. Daraus ergibt sich, dass die reifen Keimzellen erblich ungleich sind. Halten wir fest, dass bei der Kombi- nation von Eizellen und Samenzellen immer eine neue Kombination der Erbinformationen entsteht. Daher sind die Nachkommen eines Paares nie vollkommen gleich.

Aus einer diploiden Spermienzelle entstehen im Hoden vier haploide, reife Spermienzellen.

Diese Spermienzellen sind arm an Plasma. Bei der Reifung einer Eizelle hingegen ist die Auftei- lung der Plasmas unregelmäßig. Aus einer Eizelle bildet sich im Eierstock eine große, reife Eizelle.

Diese eine Eizelle ist reich an Plasma, hingegen die drei kleinen Zellen, die man als Polkörperchen bezeichnet, nicht. Die Polkörperchen sind nicht fähig befruchtet zu werden und sterben ab. Die Eizelle, die befruchtet werden kann, ist so reich an Plasma, dass im Falle einer Befruchtung und Einnistung in die Gebärmutter der Embryo er- nährt werden kann. Das Zellplasma in allen Zellen der Nachkommen stammt somit immer von der mütterlichen Seite.

Meiose I Meiose II

VORSC

HAU

(14)

Mendels Versuche aus heutiger Sicht

Genetik

WISSENSKARTE

dominanter Erbgang w = weiß

S = schwarz

2. Mendelsche Regel

Es ist zu erkennen, dass sich das Zahlenverhältnis im Gegensatz zu einem zwischenelter- lichen Erbgang komplett anders aufspaltet.

3 : 1

F ₁

F ₂

wS

w S

SS

S S

wS

w S

wS

w S

wS

w S

wS

w S

wS

w S

ww

w w

P

ww

w w

SS

S S

Stationenlernen Biologie Kl.9/10

Inhalt

VORSC

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!

ʘ

ʘ

!



ʘ

ʘ

!



!



ʘ

!

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ʘ

!



!

!

ʘ

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ʘ

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Niveauübersicht über die Stationen

VORSC ʘ ! 

HAU

Genetik Chromosomen ʘ

VORSC

HAU

Genetik DNA ─ Träger der Erbinformation ʘ

A - T - A - G - C - T - C - G - A - T - C - G __ - __ - __ - __ - __ - __ - __ - __ - __ - __ - __ - __ -

VORSC

HAU

Genetik 1. Mendelsche Regel ʘ

F 1

P

VORSC

HAU

Genetik

3. Mendelsche Regel 

F 1

F 2

P X

X

VORSC

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Proteinbiosynthese 

H Q

P R

L

D

E A G V

Y

* S C W * F

L

N

K T

S R I M

VORSC

HAU

Die Entwicklung vom Wasser ans Land

!

VORSC

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Analoge und homologe Organe !

VORSC

HAU

Mensch und Menschenaffen

ʘ

VORSC

HAU

Aufbau von Nervenzellen

Neurobiologie

ʘ

A - T - A - G - C - T - C - G - A - T - C - G - - - - - - - - - - - -

F ₁

F ₁

F ₂

F ₁

F ₂