Fakten und Arbeitsblätter zu DNA und Vererbung

GICHT oder Desoxyribonukleinsäure ist ein Biomolekül, das als Blaupause für lebende Organismen dient. Ein Gen ist ein DNA-Segment, das von den Eltern über die als Chromosomen bezeichneten verpackten Einheiten an die Nachkommen weitergegeben wird. Die genetische Übertragung von Merkmalen wird als Vererbung bezeichnet.

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Wichtige Fakten und Informationen

Grundbegriffe des menschlichen Genoms

  • 1953 entdeckten James D. Watson und Francis Crick die Doppelhelixstruktur des DNA-Moleküls. Das menschliche Genom besteht aus 3,2 Milliarden DNA-Basen. Andere Genome lebender Organismen variieren in der Größe.
  • Der größte Teil des menschlichen Genoms besteht aus nichtkodierender DNA, die oft als 'Junk-DNA' bezeichnet wird.
  • Ein menschliches Genom ist zu 98% identisch mit einem Schimpansengenom. Im Vergleich zu Gorillas mit 97% Ähnlichkeit sind Menschen Schimpansen näher und zufällige menschliche Fremde sind im Durchschnitt zu 99,5% identisch.
  • Trotz seiner früheren Entdeckung wurde das erste vollständige menschliche Genom erst 2003 entschlüsselt und vier Jahre später veröffentlicht. Es war James Watson, CEO von Celera Genomics, dessen Genom erstmals durch das Humangenomprojekt der US-Regierung sequenziert wurde.
  • Wie alle anderen lebenden Tiere besteht ein menschliches Genom aus langen Polymeren der DNA. In Form von Chromosomen in jeder menschlichen Zelle werden diese Polymere in zweifacher Ausfertigung aufbewahrt.

DNA: Die Bausteine

  • Die Chemikalie, die das menschliche Genom umfasst, wird als DNA oder Desoxyribonukleinsäure bezeichnet. Es enthält die vier als Nukleotide bekannten Bausteine ​​oder Basen: Adenin (A), Cytosin (C), Guanin (G) und Thymin (T), wobei A immer mit T und G immer mit C paart. Die Reihenfolge oder Sequenz dieser Basen diktiert die Anweisungen im Genom. In RNA oder Ribonukleinsäure wird Thymin (T) durch Uracil (U) ersetzt.
  • Mit Ausnahme von Gameten oder Geschlechtszellen (Eizellen für Frauen und Spermien für Männer) und roten Blutkörperchen enthält jede Zelle im Körper eine vollständige Kopie unseres Genoms.
  • DNA ist ein zweisträngiges Molekül mit einer einzigartigen Doppelhelixform wie eine Spiralleiter. Die Sprossen oder die Leiter der DNA werden gebildet, wenn komplementäre Basen miteinander gepaart werden. Jedes Basenpaar ist durch Wasserstoffbrücken verbunden.
  • Einige Teile der menschlichen DNA sind Gene, die Anweisungen zur Herstellung von Proteinen enthalten. Proteine ​​sind lange Ketten von Aminosäuren, die beim Aufbau eines Organismus helfen. Es kann in Codons oder Sätze von drei Basen unterteilt werden.
  • Jeder DNA-Strang wird während der Replikation getrennt. Die DNA-Replikation ist der Prozess, bei dem sich die Zelle dupliziert und durch den Prozess der Mitose oder Meiose in neue Tochterzellen aufgeteilt wird. Die Basenpaare werden durch ein Enzym gebrochen, das als DNA-Helikase bekannt ist, die die Stränge trennt und die Y-förmige Replikationsgabel bildet. Nach der Trennung bindet ein durch DNA-Primase erzeugter Primer an das 3'-Ende des Strangs (mit einer gebundenen Hydroxylgruppe). Durch den Prozess der Verlängerung wird durch die als DNA-Polymerasen bezeichneten Enzyme ein neuer Strang erzeugt.
  • Jede Zelle hat einen Kern, in dem DNA in fadenartige Strukturen gepackt ist, die als Chromosomen bezeichnet werden.
  • Menschen haben 23 Chromosomenpaare, wobei ein Chromosom von jedem Paar von der Mutter und das andere Paar vom Vater geerbt wird, was insgesamt 46 Chromosomen entspricht.
  • Sowohl Männer als auch Frauen haben 22 Chromosomenpaare, die Autosomen genannt werden. Das 23. Paar, bekannt als Geschlechtschromosomen, unterscheidet sich zwischen den beiden. Männer haben XY-Chromosomen, während Frauen XX-Chromosomen haben.
  • Wie die meisten Tiere und im Gegensatz zu Pflanzen sind Menschen diploid, was bedeutet, dass sie nur zwei Chromosomensätze haben.
  • Im Tier- und Pflanzenreich variiert die Anzahl der Chromosomen zwischen 2 (Spulwürmer) und 254 (Einsiedlerkrebs) Chromosomen.

Genetische Vererbung

  • Ein Kind erbt die Hälfte seiner DNA von seiner leiblichen Mutter und die Hälfte von seinem leiblichen Vater. Dies bedeutet, dass Brüder und Schwestern 50% der DNA des anderen und 25% der DNA der Großeltern teilen. Dies erklärt, wie Merkmale von den Eltern an die Nachkommen oder von Generation zu Generation weitergegeben werden.
  • 1865 veröffentlichte ein Mönch und Wissenschaftler, der später den Vater der modernen Genetik, Gregor Mendel, nannte, seine Arbeit, in der er seine Experimente an Erbsenpflanzen in Bezug auf Vererbung und Eigenschaften ausführlich beschrieb. Mendel war der erste, der den Prozess der Vererbung von den Eltern an die Nachkommen richtig verstand und die Vermischungstheorie der Wissenschaftler während seiner Zeit widerlegte.
  • Nach Mendels Experimenten an Erbsenpflanzen kam er zu folgendem Schluss: (1) Jedes Merkmal wird unverändert über Allele an die Nachkommen weitergegeben. (2) Ein Nachwuchs erbt für jedes Merkmal ein Allel von jedem Elternteil. (3) Einige Allele werden möglicherweise nicht in einem Nachwuchs exprimiert, können aber dennoch an nachfolgende Generationen weitergegeben werden.
  • Mendel entwickelte seine Erbgesetze, einschließlich des Segregationsgesetzes und des Gesetzes über das unabhängige Sortiment.
  • Allele sind laut Mendel eine bestimmte Form von Genen, die von den Eltern an die Nachkommen weitergegeben werden. Eine Kombination von zwei Allelen, die von jedem Elternteil erhalten wurden, wird als Genotyp bezeichnet, während die physikalische Expression des Genotyps als Phänotyp bezeichnet wird.
  • Ein Genotyp mit zwei verschiedenen Allelen wird als heterozygot (Bb) bezeichnet, während ein Genotyp mit zwei gleichen Allelen als homozygot (BB und bb) bezeichnet wird.
  • Manchmal werden bestimmte Allele durch die Umgebung beeinflusst, die den Phänotyp eines Kindes verändert.
  • Der mögliche Genotyp und Phänotyp eines Nachwuchses kann unter Verwendung eines Punnett-Quadrats bestimmt werden.
  • Beispiel:
    Wenn der Vater blaue Augen hat, während die Mutter braune Augen hat, geben beide Allele an ihr Kind weiter, aber bestimmte Allele haben die Fähigkeit, das andere zu dominieren. Das Kind erhielt die Braunaugen-Allele von der Mutter, da die Blauaugen-Allele des Vaters rezessiv sind. Im Genotyp können die dominanten braunen Augen der Mutter mit B dargestellt werden, während die rezessiven braunen Augen des Vaters mit b geschrieben werden. Der Genotyp des Kindes ist also Bb.
  • Daher ist genetische Vererbung der Prozess, durch den genetische Informationen vom Elternteil an die Nachkommen weitergegeben werden. Dies erklärt, wie und warum Mitglieder derselben Familie ähnliche Merkmale aufweisen.

Genetische Mutationen

  • Genetische Mutationen können auftreten, wenn sich die DNA ändert und die genetischen Anweisungen ändern. Mutationen können durch Kontakt mit Chemikalien wie Zigarettenrauch, Medikamenten und Alkohol verursacht werden. Darüber hinaus können Mutationen auch auftreten, wenn die DNA während der Zellteilung nicht richtig kopiert wird.
  • Eine Mutation in einem einzelnen Gen kann bestimmte Erkrankungen verursachen, die vom Elternteil auf das Kind übertragen werden können.
  • Solche genetischen Zustände können auf drei verschiedene Arten vererbt werden, einschließlich autosomal rezessiver Vererbung, autosomal dominanter Vererbung und X-chromosomaler Vererbung.
  • Genetische Zustände, die durch ein autosomal dominantes Muster vererbt werden, sind Typ-1-Neurofibromatose, Tuberkulose, Huntington-Krankheit und autosomal-dominante polyzystische Nierenerkrankung oder ADPKD. Dies bedeutet, dass nur ein Elternteil die Mutation tragen muss, damit die 50% ige Chance besteht, dass sie an die Kinder des Paares weitergegeben wird.
  • Einige Zustände können nur vererbt werden, wenn beide Elternteile durch das autosomal rezessive Muster Träger des fehlerhaften Gens sind. Zu den Erkrankungen gehören Mukoviszidose, Sichelzellenanämie, Thalassämie und Tay-Sachs-Krankheit.
  • Im Gegensatz zum autosomal-dominanten Muster muss ein Kind bei dem autosomal-rezessiven Muster beide Kopien des fehlerhaften Gens seiner Eltern erben, um die Krankheit zu haben. Wenn ein Kind das Gen nur von einem Elternteil erbt, ist es Träger der Erkrankung, hat jedoch keine Erkrankung.
  • Einige Erkrankungen wie Hämophilie, Duchenne-Muskeldystrophie und fragiles X-Syndrom werden durch X-chromosomale Vererbung übertragen. X-chromosomale Mutationen werden von Frauen vererbt, was sie zu Trägern macht, während Männer die Mutation von ihren Müttern erben und den Zustand entwickeln. Kurz gesagt, wenn eine Mutter Trägerin einer X-chromosomalen Mutation ist, hat jede Tochter eine 50% ige Chance, Trägerin zu werden, und jeder Sohn hat eine 50% ige Chance, die Krankheit zu erben.

Arbeitsblätter für DNA und Vererbung

Dies ist ein fantastisches Paket, das auf 28 ausführlichen Seiten alles enthält, was Sie über DNA und Vererbung wissen müssen. Diese sind Gebrauchsfertige DNA- und Vererbungsarbeitsblätter, die sich perfekt eignen, um Schüler über die DNA oder Desoxyribonukleinsäure zu unterrichten, bei der es sich um ein Biomolekül handelt, das als Blaupause für lebende Organismen dient. Ein Gen ist ein DNA-Segment, das von den Eltern über die als Chromosomen bezeichneten verpackten Einheiten an die Nachkommen weitergegeben wird. Die genetische Übertragung von Merkmalen wird als Vererbung bezeichnet.



Vollständige Liste der enthaltenen Arbeitsblätter

  • DNA- und Vererbungsdaten
  • DNA-Strukturierung
  • Mach es doppelt
  • DNA entschlüsseln
  • Basenpaarung
  • Genetische Codes
  • Mendelsches Profil
  • Genetisches Geheimnis
  • Mutationen passieren
  • Das Humangenomprojekt
  • Dank der Vererbung!

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Fakten und Arbeitsblätter zu DNA und Vererbung: https://diocese-evora.pt - KidsKonnect, 26. Juli 2018

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