Die vorliegende Unterrichtsreihe „Gene und Vererbung“ umfasst, ausgehend von der grundlegenden Frage, was eigentlich unter Vererbung zu verstehen ist, die Bereiche der Meiose und Mitose, die Ausprägung von Merkmalen durch ihnen zugrunde liegende Gene, die Erarbeitung von klassischen Vererbungsregeln und deren Anwendbarkeit auf den Menschen mit Hilfe der Methode der Stammbaumanalyse sowie die Veränderlichkeit von Merkmalen, Fehler bei der Chromosomenverteilung und genetische Krankheiten bzw. Erbkrankheiten. Einen alltagsnahen Abschluss erfährt die Reihe über den Einblick in verschiedene Formen und Möglichkeiten der Gentechnik, wobei insbesondere deren Verständnis und ethische Beurteilung unterrichtlich relevant sind.
Basierend auf der zentralen Frage, was genau eigentlich unter „Vererbung“ zu verstehen ist, wurden wiederholend der grundlegende Zellaufbau und die Rolle des Zellkerns als wichtigstes Zellorganell und Speicherort unserer Erbinformation behandelt. Das Verstehen der Vorgänge von Mitose und Meiose bildet die Grundvoraussetzung für das Verständnis der von MENDEL durchgeführten Kreuzungsversuche und der formulierten Vererbungsregeln.
In der Vorstunde wurden mit den SuS MENDELs Vorgehensweisen und Techniken zur Erlangung reinerbiger Erbsenpflanzen erarbeitet. Im Anschluss wurde ein erster Kreuzungsversuch mit Hilfe einer animierten PowerPoint-Präsentation durchgeführt, wobei die Begrifflichkeiten der Parental- und Filialgeneration definiert wurden. Am Beispiel der bekannten Kreuzungsversuche von Erbsenpflanzen wurde die 1. MENDEL‘sche Regel abgeleitet.
Die SuS werden zunächst über einen Rückgriff auf den ersten Kreuzungsversuch mit einem weiterführenden Kreuzungsversuch konfrontiert, zu dem sie eine Problemfrage und darauf folgend sinnvolle Hypothesen entwickeln sollen. Die Überprüfung der Hypothesen erfolgt durch die SuS selbst, indem sie die ihnen bekannten Kreuzungstechniken anwenden und zu einem entsprechenden Ergebnis kommen können. Mit dessen Hilfe werden die Hypothesen verifiziert bzw. falsifiziert.
Die neu erworbenen Kenntnisse sollen nun auf eine neue Kreuzung angewendet werden, wobei neben der Anwendung der erlernten Kreuzungstechniken eine mögliche Übertragbarkeit der Vererbungsregeln von pflanzlichen auf tierische Organismen verdeutlicht wird.
In der HA werden grundlegende Fachbegriffe angewendet und im Verständnis durch schriftliche Ausformulierung gefestigt. Letztlich wird die 2. MENDEL'sche Regel recherchiert und am Versuch angebunden.
Inhaltsverzeichnis
- Thema der Unterrichtseinheit
- Sachanalyse und Einordnung der Stunde in die Unterrichtsreihe
- Die zugrundeliegende Reihenplanung basiert auf dem neuen hessischen Kerncurriculum für das Fach Biologie als verbindliche Grundlage für den Unterricht an hessischen Schulen in der Sekundarstufe I; dort heißt es: „Fortpflanzungs- und Entwicklungsvorgänge werden bei verschiedenen Organismen betrachtet. Fortpflanzung und Vermehrung der Organismen sind eng mit Erblichkeit verbunden. Die Ausprägung von Merkmalen wird auf Grundlagen der klassischen Genetik ersichtlich. Zellteilungsprozesse und Keimzellenbildung werden zur Erklärung von Wachstum und Fortpflanzung herangezogen. Mitose und Meiose beschreiben die Vorgänge auf zellulärer Ebene. Die Veränderung der genetischen Information dient der Erklärung der Vielfalt der Organismen.“¹
- Die vorliegende Unterrichtsreihe „Gene und Vererbung“ umfasst, ausgehend von der grundlegenden Frage, was eigentlich unter Vererbung zu verstehen ist, die Bereiche der Meiose (Bildung von Geschlechtszellen) und Mitose (Vermehrung der Körperzellen), die Ausprägung von Merkmalen durch ihnen zugrunde liegende Gene, die Erarbeitung von klassischen Vererbungsregeln und deren Anwendbarkeit auf den Menschen mit Hilfe der Methode der Stammbaumanalyse sowie die Veränderlichkeit von Merkmalen, Fehler bei der Chromosomenverteilung und genetische Krankheiten bzw. Erbkrankheiten. Einen tagesaktuellen und alltagsnahen Abschluss erfährt die Reihe über den Einblick in verschiedene Formen und Möglichkeiten der Gentechnik, wobei insbesondere deren Verständnis und ethische Beurteilung unterrichtlich relevant sind.
- Basierend auf der zentralen Frage, was genau eigentlich unter „Vererbung“ zu verstehen ist, wurden wiederholend der grundlegende Zellaufbau und die Rolle des Zellkerns als wichtigstes Zellorganell und Speicherort unserer Erbinformation behandelt. Die Erbinformation liegt in ihrer Arbeitsform als Chromatin im Zellkern vor, wobei im akuten Fall der Zellteilung, der sogenannten Mitose, eine Verdichtung des Chromatins und eine Formierung in Chromosomen zu erkennen sind. Als ein besonderer, der Mitose verwandter Vorgang ist die Meiose zu begreifen, in deren Verlauf die Bildung der Geschlechtszellen erfolgt. Das Verstehen dieser Vorgänge bildet die Grundvoraussetzung für das Verständnis der von MENDEL durchgeführten Kreuzungsversuche und der formulierten Vererbungsregeln.
- In der Vorstunde wurden mit den SuS experimentelle Vorgehensweisen von Mendel und die Verfahrenstechnik zur Erlangung von reinerbigen Erbsenpflanzen erarbeitet. Im Anschluss wurde gemeinsam mit den SuS ein erster Kreuzungsversuch mit Hilfe einer von mir erstellten animierten PowerPoint-Präsentation durchgeführt, wobei einhergehend die Begrifflichkeiten der Parental- und Filialgeneration definiert wurden. Am Beispiel der bekannten Kreuzungsversuche von Erbsenpflanzen mit reinerbig gelben und reinerbig grünen Samen wurde die 1. MENDEL'sche Regel (Uniformitätsregel) zum dominant-rezessiven Erbgang abgeleitet.
- Die Sus werden zunächst über einen Rückgriff auf den ersten Kreuzungsversuch und eine kurze Wiederholung der ablaufenden Vorgänge durch eine/n Mitschüler/in mit einem weiterführenden Kreuzungsversuch konfrontiert, zu dem sie eine Problemfrage und darauf folgend sinnvolle Hypothesen entwickeln sollen. Die Überprüfung der Hypothesen erfolgt durch die Sus selbst, indem sie die ihnen bekannten Kreuzungstechniken anwenden und somit zu einem entsprechenden Kreuzungsergebnis kommen können. Mit Hilfe dieses Ergebnisses werden die Hypothesen verifiziert bzw. falsifiziert, soweit das durchgeführte Kreuzungsexperiment jeweils eine Aussage darüber zulässt.
- Die neu erworbenen Kenntnisse sollen nun in Kombination mit dem bereits erworbenen Wissen aus der Vorstunde auf eine neue Kreuzung angewendet werden, wobei neben der Anwendung der erlernten Kreuzungstechniken eine mögliche Übertragbarkeit der Vererbungsregeln von pflanzlichen auf tierische Organismen verdeutlicht wird.
- In der Hausaufgabe werden grundlegende Fachbegriffe am tierischen Kreuzungsversuch angewendet und sowohl im Verständnis als auch im Sprachgebrauch durch schriftliche Ausformulierung gefestigt. Letztendlich wird die 2. MENDEL'sche Regel (Spaltungsregel) durch die Sus recherchiert und am Versuch angebunden.
- Die der Unterrichtseinheit zugrundeliegenden Lerninhalte gliedern sich in folgende Einzelstunden:
- 1. Stunde
- 2. Stunde
- 3. Stunde
- 4. Stunde
- 5. Stunde
- 7. Stunde
- 8. Stunde
- 49. Stunde
- 10. Stunde
- 11. Stunde
- 12.+13. Stunde
- Thema der Unterrichtsstunde
Zielsetzung und Themenschwerpunkte
Die Unterrichtseinheit „Gene und Vererbung“ soll den Schülerinnen und Schülern ein grundlegendes Verständnis der Vererbungslehre vermitteln. Dabei werden die Prinzipien der Meiose und Mitose, die Ausprägung von Merkmalen durch Gene und die klassischen Vererbungsregeln von Mendel erarbeitet.
- Die Rolle des Zellkerns als Speicherort der Erbinformation
- Die Prozesse der Mitose und Meiose
- Die klassischen Vererbungsregeln von Mendel (Uniformitätsregel, Spaltungsregel)
- Die Anwendung von Stammbaumanalysen zur Veranschaulichung von Vererbungsmustern
- Die Bedeutung der Gentechnik und deren ethische Implikationen
Zusammenfassung der Kapitel
- Die erste Stunde der Unterrichtseinheit behandelt die grundlegenden Konzepte der Vererbung und die historischen Vererbungstheorien.
- In der zweiten Stunde wird die Bedeutung des Zellkerns als Steuerungszentrale der Zelle und als Depot der Erbinformation beleuchtet.
- Die dritte Stunde befasst sich mit den Zustandsformen der Erbinformation in der Zelle und der Bedeutung von Chromosomen.
- Die vierte Stunde erklärt den Prozess der Mitose und die Notwendigkeit der ständigen Zellteilung im lebenden Organismus.
- Die fünfte Stunde vermittelt die Bildung von Geschlechtszellen in der Meiose und die Unterschiede zwischen Mitose und Meiose.
- Die siebte Stunde stellt die experimentelle Vorgehensweise von Mendel vor und erarbeitet die 1. Mendel'sche Regel (Uniformitätsregel).
- Die achte Stunde wendet die Kreuzungsregeln des dominant-rezessiven Erbgangs an und zeigt die Übertragbarkeit der Vererbungsregeln von pflanzlichen auf tierische Organismen.
- Die 49. Stunde behandelt den intermediären Erbgang als Sonderfall.
- Die zehnte Stunde erweitert die zu vererbenden Merkmale und führt das Kreuzungsquadrat als Vereinfachung für Kreuzungsversuche ein.
- Die elfte Stunde zeigt die Anwendung von Vererbungsregeln bei der Stammbaumanalyse.
- Die 12. und 13. Stunde befassen sich mit der Gentechnik in unserer heutigen Zeit und aktuellen Themen der Humangenetik.
Schlüsselwörter
Die Unterrichtseinheit behandelt die zentralen Themen der Vererbungslehre, darunter Gene, Chromosomen, Mitose, Meiose, Mendel'sche Regeln, Stammbaumanalyse, Gentechnik und ethische Aspekte der Gentechnik.
- Quote paper
- StR Mirko Krotzky (Author), 2015, Mendel-Genetik. Regeln 1 und 2, Munich, GRIN Verlag, https://www.hausarbeiten.de/document/295548
