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Sexualität schafft Vielfalt

Zwei Aufgaben zu Vielfalt durch Sexualität — mit Bananen und Geschwistern.

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1

Die Banane in Gefahr

AFB I–II

Fast alle Bananen im Supermarkt gehören zur Sorte „Cavendish“. Die Pflanzen bilden keine keimfähigen Samen und werden über Ableger vermehrt. Seit einigen Jahren breitet sich ein Pilz aus, der Cavendish-Pflanzen weltweit absterben lässt. In den 1950er-Jahren hatte ein ähnlicher Pilz schon die damalige Hauptsorte „Gros Michel“ fast vernichtet.

  1. Gib an, welche Fortpflanzungsart bei der Cavendish-Banane genutzt wird.
  2. Erkläre, warum der Pilz nahezu alle Plantagen gleichzeitig bedroht.
  3. Vergleiche die Lage mit einer Wildbananen-Population, die sich geschlechtlich fortpflanzt.
  4. Beurteile den Vorschlag, die Cavendish einfach durch eine andere Klon-Sorte zu ersetzen.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Ableger stammen von einer Pflanze.
Hinweis zu Aufgabe b)
Wie verschieden sind Klone?
Hinweis zu Aufgabe c)
Was bringt Vielfalt bei einem neuen Erreger?
Hinweis zu Aufgabe d)
Was passierte mit Gros Michel?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Ungeschlechtliche (vegetative) Vermehrung über Ableger; alle Pflanzen sind Klone.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Alle Pflanzen sind genetisch gleich und damit gleich anfällig. Es gibt keine Pflanzen mit anderen Erbanlagen, die der Pilz nicht befallen kann.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

In der Wildpopulation ist jede Pflanze genetisch einzigartig. Einige tragen zufällig Erbanlagen, die sie widerstandsfähiger machen; sie überleben und vermehren sich. Die Cavendish-Plantagen haben diese Reserve nicht.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Das hilft nur kurzfristig: Auch die neue Sorte wäre ein Klon, und ein neuer Erreger könnte sie wieder komplett befallen — wie zuvor Gros Michel. Langfristig sind mehrere Sorten und Züchtung mit geschlechtlicher Kreuzung sinnvoller.

2

Warum Geschwister verschieden sind

AFB II–III

Lena und ihr Bruder Tim haben dieselben Eltern, sehen sich aber kaum ähnlich. Tim meint: „Wir haben doch die gleichen Gene von Mama und Papa bekommen.“

  1. Nenne die drei Vorgänge, durch die bei der Fortpflanzung neue Kombinationen entstehen.
  2. Berechne, wie viele verschiedene Kombinationen ohne Crossing-over bei einem Menschen mit 23 Chromosomenpaaren möglich sind.
  3. Erläutere, was an Tims Aussage richtig und was falsch ist.
  4. Begründe, warum nur eineiige Zwillinge genetisch gleich sind.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Zwei in der Meiose, einer danach.
Hinweis zu Aufgabe b)
2²³ je Keimzelle, dann multiplizieren.
Hinweis zu Aufgabe c)
Gleiche Gene — gleiche Allele?
Hinweis zu Aufgabe d)
Aus wie vielen Zygoten entstehen sie?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Crossing-over, zufällige Verteilung der Chromosomen in der Meiose, zufällige Befruchtung.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

2²³ = 8 388 608 Keimzelltypen je Elternteil; 2²³ · 2²³ = 2⁴⁶ ≈ 7 · 10¹³ Kombinationen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Richtig: Beide haben ihre Erbanlagen von denselben Eltern. Falsch: Jeder erhält nur die Hälfte, und zwar eine andere zufällige Mischung. Deshalb tragen sie unterschiedliche Kombinationen von Allelen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Eineiige Zwillinge entstehen aus einer einzigen Zygote, die sich teilt. Beide Kinder tragen dieselbe Kombination; bei allen anderen Geschwistern verschmelzen verschiedene Keimzellen.