Genetik

Von den Mendelschen Regeln bis zum Aufbau der DNA. Genetik ist das Gebiet, in dem Biologie am ehesten rechnerisch wird – Kreuzungsschemata folgen klaren Regeln.

15 Lektionen in diesem Bereich

• Aufbau und Funktion der DNA

  Die DNA ist der Bauplan jedes Lebewesens. In dieser Lektion lernst du, wie die Doppelhelix aufgebaut ist, welche Basen sich paaren, wie aus der Basenfolge über Transkription und Translation ein Eiweiß entsteht und welche Fehler bei diesem Thema besonders häufig sind.

  Klasse 920 Min

• Die Mendelschen Regeln

  Warum haben zwei braunäugige Eltern manchmal ein blauäugiges Kind? In dieser Lektion lernst du die Begriffe dominant, rezessiv, homozygot und heterozygot, rechnest ein Kreuzungsschema Schritt für Schritt durch und lernst alle drei Mendelschen Regeln kennen. Dazu kommen typische Fehler aus Klassenarbeiten und Tipps, wie du Aufgaben zur Vererbung sicher löst.

  Klasse 924 Min

• DNA-Replikation

  Die DNA-Replikation ist der Vorgang, mit dem eine Zelle vor jeder Zellteilung ihr komplettes Erbgut verdoppelt. Man kann sich den Ablauf wie das Kopieren eines sehr langen Reißverschlusses vorstellen, der geöffnet und auf beiden Seiten neu ergänzt wird. In dieser Lektion lernst du die einzelnen Schritte der DNA-Replikation, die wichtigsten Enzyme und den Unterschied zwischen Leitstrang und Folgestrang.

  Klasse 1022 Min

• Gentechnik

  Gentechnik erlaubt es, gezielt einzelne Gene zwischen Organismen zu übertragen oder zu verändern – von insulinproduzierenden Bakterien bis zu Genscheren wie CRISPR/Cas9. In dieser Lektion lernst du die wichtigsten Methoden, konkrete Anwendungen in Medizin und Landwirtschaft sowie die Chancen und Risiken, die dabei ehrlich gegeneinander abgewogen werden müssen.

  Klasse 1024 Min

• Meiose

  Ohne die Meiose gäbe es keine geschlechtliche Fortpflanzung, denn nur sie halbiert den Chromosomensatz und sorgt gleichzeitig für neue Genkombinationen. In dieser Lektion lernst du die Phasen der Meiose, den Unterschied zu Mitose und wie durch Crossing-over und Zufallsverteilung genetische Vielfalt entsteht. Dazu kommen typische Fehler und ein Blick auf die Chromosomenzahlen verschiedener Lebewesen.

  Klasse 1024 Min

• Mitose und Meiose

  Zellen vermehren sich durch Teilung – aber nicht immer auf dieselbe Weise. In dieser Lektion lernst du die Phasen der Mitose, verstehst warum die Meiose für Keimzellen den Chromosomensatz halbiert, und übst an Beispielen, Chromosomenzahlen sicher zu verfolgen.

  Klasse 1022 Min

• Mutationen

  Mutationen sind dauerhafte Veränderungen im Erbgut und die Grundlage für die genetische Vielfalt des Lebens – aber auch für viele Erbkrankheiten. In dieser Lektion lernst du die drei Mutationsarten kennen, verstehst, wie eine Genmutation vom fehlerhaften DNA-Baustein bis zum veränderten Protein wirkt, und erfährst, welche Auslöser Mutationen begünstigen. Dazu kommen typische Fehler aus Klassenarbeiten und der Zusammenhang mit Evolution und Krebs.

  Klasse 1024 Min

• Stammbaumanalyse

  Wie lässt sich aus dem Auftreten einer Krankheit über mehrere Generationen einer Familie ableiten, ob sie dominant oder rezessiv vererbt wird? In dieser Lektion lernst du, Stammbäume zu lesen, die vier klassischen Erbgänge zu unterscheiden und typische Erbkrankheiten anhand ihres Vererbungsmusters zu erkennen.

  Klasse 1024 Min

• CRISPR/Cas9 einfach erklärt

  CRISPR/Cas9 ist eine molekulare Genschere, mit der sich das Erbgut von Lebewesen gezielt verändern lässt. Diese Technik hat die Genetik in den letzten Jahren stark verändert und wird in Forschung, Landwirtschaft und Medizin eingesetzt. In dieser Lektion lernst du, wie CRISPR/Cas9 funktioniert, woher das System stammt und wo es heute angewendet wird.

  Klasse 1120 Min

• Genetischer Fingerabdruck: Ablauf und Anwendung

  Der genetische Fingerabdruck ist ein Verfahren, das Menschen anhand von Mustern in ihrer DNA eindeutig unterscheidbar macht, ohne die ganze Erbinformation zu lesen. In dieser Lektion lernst du, wie ein DNA-Profil entsteht, warum Wiederholungssequenzen dafür ausschlaggebend sind und wo der genetische Fingerabdruck eingesetzt wird.

  Klasse 1120 Min

• PCR-Methode: Ablauf, Primer und Taq-Polymerase

  Die PCR-Methode ist ein Laborverfahren, mit dem sich ein bestimmter DNA-Abschnitt in kurzer Zeit milliardenfach vervielfältigen lässt. In dieser Lektion lernst du, wie die PCR abläuft, welche Zutaten sie braucht, warum die Taq-Polymerase so wichtig ist und wofür die Methode eingesetzt wird.

  Klasse 1120 Min

• Proteinbiosynthese

  Die DNA speichert Baupläne, doch arbeiten tun in der Zelle vor allem Proteine. In dieser Lektion lernst du, wie aus der Basenfolge eines Gens über Transkription und Translation ein Protein entsteht und wie du mit der Codesonne Aminosäuren bestimmst.

  Klasse 1122 Min

• Stammzellen: Aufbau, Arten und Anwendung

  Stammzellen sind besondere Zellen, die sich noch nicht endgültig festgelegt haben und sich zu verschiedenen Zelltypen entwickeln können. In dieser Lektion lernst du den Unterschied zwischen embryonalen und adulten Stammzellen kennen, wie Differenzierung abläuft und welche ethischen Fragen die Stammzellforschung aufwirft.

  Klasse 1120 Min

• Epigenetik: Wie Gene an- und abgeschaltet werden

  Epigenetik untersucht, wie Gene aktiviert oder stillgelegt werden können, ohne dass sich die Abfolge der DNA-Bausteine dabei verändert. In dieser Lektion lernst du den Unterschied zwischen Genetik und Epigenetik, den Mechanismus der Methylierung und welche Rolle Umweltfaktoren für die Genaktivität spielen.

  Klasse 1220 Min

• Genregulation: Operon-Modell, lac-Operon und trp-Operon

  Genregulation steuert, welche Gene eine Zelle abliest, und das Operon-Modell erklärt dies am Beispiel der Bakterien. In dieser Lektion lernst du, wie das Operon aufgebaut ist, wie das lac-Operon durch Substratinduktion arbeitet und wie sich davon die Endproduktrepression unterscheidet.

  Klasse 1220 Min

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