Vom Gen zum Merkmal: Probe-Klassenarbeit – Biologie Klasse 10

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Bearbeitungszeit45 Minuten

Teil A

DNA und Gene

14 Punkte

Bau der DNA, Basenpaarung, Gen und Allel. Empfohlene Zeit: etwa 13 Minuten.

Grundbegriffe der Genetik

AFB I 5 Punkte

Ordne jeder Beschreibung den Fachbegriff zu. 5 P

Baustein aus Zucker, Phosphat und Base

Abschnitt der DNA mit einer Bauanleitung

feste Lage eines Gens auf einem Chromosom

Variante eines Gens

zwei schraubig gewundene Stränge

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Erwartungshorizont: Nukleotid; Gen; Genort; Allel; Doppelhelix (je 1 P).

Basenpaarung und Anteile

AFB II 5 Punkte

a) Gib den Gegenstrang zu ATTGCA an. 1 P

b) In einer DNA sind 27 % der Basen Adenin. Berechne den Anteil an Guanin. 2 P

Guanin = %

c) Ein Abschnitt dieser DNA ist 400 Basenpaare lang. Wie viele Cytosin-Basen enthält er? 2 P

Cytosin = Basen

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Erwartungshorizont: a) TAACGT (1 P). b) T = A = 27 %, G + C = 46 %, G = 23 % (2 P). c) 400 Basenpaare = 800 Basen; 23 % von 800 = 184 (2 P).

Homologe Chromosomen

AFB I 4 Punkte

a) Nenne die richtigen Aussagen über die beiden Chromosomen 11 eines Menschen. (3 sind richtig) 3 P

b) Wie viele Gene hat der Mensch ungefähr? 1 P

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Erwartungshorizont: a) gleiche Gene an gleichen Genorten; je eins von Mutter und Vater; evtl. verschiedene Allele (je 1 P; jedes falsche Kreuz hebt einen Treffer auf). b) rund 20 000 (1 P).

Teil B

Vom Gen zum Merkmal

20 Punkte

Proteine, genetischer Code und Genwirkkette. Empfohlene Zeit: etwa 18 Minuten.

Aufgaben von Proteinen

AFB I 4 Punkte

Ordne jedem Protein seine Aufgabe zu. 4 P

Amylase

Keratin

Hämoglobin

Insulin

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Erwartungshorizont: Amylase: Enzym; Keratin: Baustoff; Hämoglobin: Transport; Insulin: Botenstoff (je 1 P).

Der genetische Code

AFB II 5 Punkte

a) Ein abgelesener Genabschnitt ist einschließlich Stopp-Triplett 612 Basen lang. Berechne die Anzahl der Aminosäuren. 2 P

Aminosäuren =

b) Begründe, warum eine Aminosäure durch drei Basen festgelegt wird. 1 P

c) Welche Aussagen über den Code stimmen? (2 sind richtig) 2 P

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Erwartungshorizont: a) 612 : 3 = 204 Tripletts, minus Stopp = 203 Aminosäuren (2 P). b) 4² = 16 < 20, erst 4³ = 64 reicht (1 P). c) eindeutig; mehrere Tripletts je Aminosäure (je 1 P; jedes falsche Kreuz hebt einen Treffer auf).

Eine Sequenz übersetzen

AFB II 5 Punkte

Code-Ausschnitt: ATG = Met · GAA = Glu · TGG = Trp · AAA = Lys · AAG = Lys · TAA = Stopp. Ein Genabschnitt lautet: ATG GAA TGG AAA TAA.

a) Ermittle die entstehende Aminosäurekette. 2 P

b) Im vierten Triplett wird AAA zu AAG. Welche Folge hat das für das Protein? 1 P

c) Im dritten Triplett wird TGG zu TAA. Bestimme die Zahl der Aminosäuren im neuen Protein. 2 P

Aminosäuren =

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Erwartungshorizont: a) Met–Glu–Trp–Lys, Stopp beendet die Kette (2 P). b) keine Änderung, AAG bedeutet ebenfalls Lys (1 P). c) TAA ist ein Stoppsignal: Met–Glu, also 2 Aminosäuren (2 P).

Albinismus beim Menschen

AFB III 6 Punkte

Menschen mit Albinismus haben sehr helle Haut, weiße Haare und lichtempfindliche Augen. Bei den meisten Betroffenen tragen beide Chromosomen 11 ein verändertes Allel des Gens TYR.

a) Erkläre Albinismus mit der Genwirkkette: Welche Aussagen gehören zur Erklärung? (3 sind richtig) 3 P

b) Beurteile die Aussage „Albinos haben ein Gen für weiße Haut“. 1 P

c) Begründe, warum Menschen mit Albinismus sich besonders vor Sonne schützen müssen. (2 sind richtig) 2 P

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Erwartungshorizont: a) veränderte Basensequenz → veränderte Aminosäurekette → Tyrosinase unwirksam → kaum Melanin (je 1 P; jedes falsche Kreuz hebt einen Treffer auf). b) ungenau, es ist ein verändertes Allel von TYR (1 P). c) Melanin schützt vor UV-Strahlung; dieser Schutz fehlt (je 1 P).

Teil C

Gene und Umwelt

16 Punkte

Genotyp, Phänotyp und Modifikation. Empfohlene Zeit: etwa 14 Minuten.

Erblich oder nicht?

AFB I 5 Punkte

Ordne jedes Beispiel zu. 5 P

Blutgruppe B

Muskelzuwachs durch Training

Sonnenbräune

Albinismus

blaue Hortensienblüten auf saurem Boden

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Erwartungshorizont: genetisch: Blutgruppe, Albinismus; Modifikation: Training, Bräune, Hortensie (je 1 P).

Das Russenkaninchen

AFB II 5 Punkte

Einem Russenkaninchen wird eine Stelle am Rücken geschoren. Das Fell wächst unter einem Eisbeutel nach.

a) Welche Farbe hat das nachwachsende Fell? 1 P

b) Ein Ohr wird geschoren und warm gehalten (38 °C). Welche Farbe wächst nach? 1 P

c) Erkläre die Beobachtungen. (2 sind richtig) 2 P

d) Welches Fell haben die Jungen des Kaninchens mit dem schwarzen Fleck? 1 P

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Erwartungshorizont: a) schwarz (1 P). b) weiß (1 P). c) temperaturempfindliche Tyrosinase unter etwa 35 °C aktiv; nur dort Melanin (je 1 P). d) ohne Fleck, Modifikation nicht erblich (1 P).

A10

Zwei Blattformen, ein Genotyp

AFB III 6 Punkte

Der Wasserhahnenfuß wächst in Bächen. Seine Blätter unter Wasser sind fein zerschlitzt, die Schwimmblätter an der Wasseroberfläche sind rundlich und gelappt — an derselben Pflanze.

a) Erkläre die zwei Blattformen. (3 sind richtig) 3 P

b) Beurteile die Versuchspläne, mit denen man zeigen kann, dass die Blattform nicht erblich ist. (3 sind geeignet) 3 P

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Erwartungshorizont: a) gleicher Genotyp; Umwelt wirkt; Reaktionsnorm (je 1 P; jedes falsche Kreuz hebt einen Treffer auf). b) erbgleiche Ableger in verschiedener Umwelt; Nachkommen unter gleichen Bedingungen; Vergleich der Nachkommen (je 1 P; jedes falsche Kreuz hebt einen Treffer auf).

Ergebnis

Erreicht

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Prozent

0 %

Note

—

Aufgabe	Thema	Punkte

Punkteverteilung

Aufgabe	Thema	Teil	AFB	Punkte
A1	Grundbegriffe der Genetik	Teil A	AFB I	5
A2	Basenpaarung und Anteile	Teil A	AFB II	5
A3	Homologe Chromosomen	Teil A	AFB I	4
A4	Aufgaben von Proteinen	Teil B	AFB I	4
A5	Der genetische Code	Teil B	AFB II	5
A6	Eine Sequenz übersetzen	Teil B	AFB II	5
A7	Albinismus beim Menschen	Teil B	AFB III	6
A8	Erblich oder nicht?	Teil C	AFB I	5
A9	Das Russenkaninchen	Teil C	AFB II	5
A10	Zwei Blattformen, ein Genotyp	Teil C	AFB III	6
Summe (AFB I: 18 P · AFB II: 20 P · AFB III: 12 P)				50

Notenschema

Punkte	Note	Beurteilung
46 – 50 P	1	sehr gut
40 – 45 P	2	gut
30 – 39 P	3	befriedigend
22 – 29 P	4	ausreichend
12 – 21 P	5	mangelhaft
0 – 11 P	6	ungenügend