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Mutationen

Zwei Aufgaben zu Mutationen — mit Strahlenschutz und einer Mottenfarbe.

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Strahlung und Mutationen

AFB I–II

In einem Versuch werden je 1000 Fruchtfliegen verschieden starker Röntgenstrahlung ausgesetzt. Anschließend zählt man bei ihren Nachkommen neu aufgetretene, sichtbare Mutationen.

Strahlendosis0102040
neue Mutationen je 1000 Nachkommen161121
  1. Nenne die drei Arten von Mutationen und je ein Merkmal.
  2. Beschreibe die Messwerte.
  3. Interpretiere den Wert bei der Dosis 0.
  4. Begründe, warum Röntgenpersonal durch Bleischürzen besonders die Keimdrüsen schützt.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Gen, Chromosom, Genom.
Hinweis zu Aufgabe b)
Wie ändert sich die Zahl der Mutationen mit der Dosis?
Hinweis zu Aufgabe c)
Braucht eine Mutation immer einen Auslöser?
Hinweis zu Aufgabe d)
Welche Mutationen erreichen die Kinder?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Genmutation: ein Gen verändert (z. B. Austausch eines Bausteins); Chromosomenmutation: Struktur eines Chromosoms verändert; Genommutation: Zahl der Chromosomen verändert.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Ohne Strahlung tritt 1 Mutation je 1000 Nachkommen auf. Mit steigender Dosis nimmt die Zahl gleichmäßig zu: bei doppelter Dosis etwa doppelt so viele zusätzliche Mutationen (20 → 11, 40 → 21).

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Auch ohne Strahlung entstehen Mutationen — spontan durch Kopierfehler bei der Verdopplung der DNA.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Röntgenstrahlung ist ein Mutagen. Mutationen in Keimzellen werden an die Kinder vererbt; deshalb werden Hoden und Eierstöcke besonders geschützt.

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Die dunkle Motte

AFB II–III

Beim Birkenspanner ist die dunkle Färbung auf eine Mutation in einem einzigen Gen zurückzuführen. Um 1850 waren in Manchester etwa 2 % der Falter dunkel, um 1900 etwa 95 %. In dieser Zeit waren die Baumstämme durch Ruß schwarz.

  1. Gib an, zu welcher Mutationsart die Mutation gehört.
  2. Erkläre, warum die Mutation nicht „wegen des Rußes“ entstanden ist.
  3. Erläutere, wie sich die dunkle Variante ausbreiten konnte.
  4. Beurteile die Aussage: „Die dunkle Mutation ist eine vorteilhafte Mutation.“

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Ein einziges Gen.
Hinweis zu Aufgabe b)
Sind Mutationen gerichtet?
Hinweis zu Aufgabe c)
Wer wurde von Vögeln seltener gefressen?
Hinweis zu Aufgabe d)
Hängt der Vorteil von der Umwelt ab?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Es ist eine Genmutation.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Mutationen sind zufällig und ungerichtet. Die dunkle Variante gab es schon vorher selten; der Ruß hat sie nicht erzeugt.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Auf rußigen Stämmen waren dunkle Falter besser getarnt, wurden seltener gefressen und hatten mehr Nachkommen, die die Mutation erbten. So stieg ihr Anteil über viele Generationen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Die Aussage gilt nur eingeschränkt: Auf dunklen Stämmen ist die Mutation vorteilhaft, auf hellen, flechtenbewachsenen Stämmen nachteilig. Ob eine Mutation nützt, hängt von der Umwelt ab.