Dieses Arbeitsmaterial bezieht sich auf die Felder d1 und d2 des Lernstrukturgitters „Gene und Vererbung“ für die Jahrgangsstufe 9/10. 

Auf der Phänotyp-Ebene werden die Schülerinnen und Schüler mit der Weitergabe von Erbanlagen in der Familie konfrontiert und entwickeln ein erstes Verständnis für die Gesetz-mäßigkeiten der Vererbung.

Besonders für leistungsschwächere und zieldifferent zu fördernde Schülerinnen und Schüler bietet es sich an, von dem Phänomen der Ähnlichkeiten zwischen Familienmitgliedern auszugehen. Über Vergleiche von Merkmalen wie der Augenfarbe, der Haarstruktur oder der Nasenform zwischen Geschwistern oder Kindern und Eltern können die Schülerinnen und Schüler die Frage entwickeln: „Wie kommt es, dass sich Verwandte ähneln?“.

Das Auftreten von einem Merkmal wie z.B. die Augenfarbe oder lockiges Haar kann über Generationen hinweg untersucht werden. Das kann über ein kriteriengeleitetes Vergleichen und Ordnen von Familien-Fotos erfolgen.

Aus diesen Untersuchungen lässt sich ein Familien-Stammbaum aufstellen, der helfen kann, die Verwandtschaftsbeziehungen nachzuvollziehen. Die Schülerinnen und Schüler können der Frage nachgehen, von welchen Vorfahren man die Anlagen bzw. Gene für ein bestimmtes gemeinsames Merkmal geerbt haben könnte. Dabei gibt die Struktur eines Familien-Stammbaums eine hilfreiche Orientierung. Ein sensibler Umgang mit den Familienkonstellationen der Lernenden ist in diesem Zusammenhang geboten.

Die älteste Generation wird im Stammbaum nach oben geordnet, die jüngste Generation nach unten. Paare werden durch einen Querstrich miteinander verbunden, von dieser Verbindungslinie zweigen gemeinsame Kinder mit einer Linie nach unten ab und werden mit einer zusammenführenden Linie vernetzt.

Im zieldifferenten Lernen kann sowohl ein Zugang über das fachliche Lernen als auch über die Entwicklungsbereiche gelegt werden.

In diesem Unterrichtssetting können auf der Grundlage der individuellen Lern- und Entwicklungsplanung schwerpunktmäßig folgende Entwicklungschancen zum Tragen kommen.

Mendel benötigte für seine Versuche Blütenpflanzen, die in Bezug auf das Merkmal „Farbe der Erbsensamen“ reinerbig sind (gelbe und grüne Erbsensamen).

Wie er vorging, erfährst du in den Filmausschnitten.

Ziel:

Du kannst mit Hilfe von Familien-Fotos erkennen, dass sich Geschwister oder Kinder und Eltern ähnlich sehen. 

Aufgabe:

• Betrachte die Fotos von einer Familie
• Achte auf gemeinsame Merkmale, wie zum Beispiel Augenfarbe, Haarfarbe, Form der Nase, …, zwischen Großeltern, Eltern und ihren Kindern.
• Erkläre, warum ähneln sich Geschwister oder Kinder und Eltern?

1. Für bestimmte Merkmale wie z.B. die Nasenform gibt es Anlagen. Diese Anlagen werden von den Eltern an ihre Kinder vererbt. So lässt sich erklären, warum Kinder ihren Eltern oder Großeltern ähnlich sehen

Aufgabe:

• Ordne die Fotos der Familienmitglieder nach Generationen.
• Betrachte die Fotos genau.
• Erkennst du Merkmale, die sich bei einzelnen Personen ähnlich sind?
• Vermute, von welchen Vorfahren Lukas die glatten Haare geerbt haben könnte?

Von welchen Vorfahren könnte Lukas die glatten Haare geerbt haben?

Verwandtschaftsbeziehungen lassen sich mit Hilfe eines Familien-Stammbaums nachvollziehen. Möchte man wissen, von wem Lukas abstammt, verfolgt man die Linien nach oben.

So lässt sich erklären, von welchen Vorfahren Lukas die Anlagen bzw. Gene für ein bestimmtes Merkmal wie glattes Haar geerbt haben könnte. Im Beispiel von Lukas

wäre es hilfreich, das Merkmal glatte Haare in der Linie zu der Generation der Großeltern väterlicherseits weiter zu verfolgen, siehe ? im Beispiel-Stammbaum.  

Beispiel für einen Familien-Stammbaum:

Marianne und Hans sind die ältesten Personen. Sie haben zwei Töchter: Christiane und Melanie. Melanie ist mit Paul verheiratet. Sie haben zwei Kinder: Lukas und Sabrina.

Lukas ist das Kind von Paul und Melanie. Lukas hat glatte Haare. Lukas Mutter Melanie hat lockige Haare, Lukas Vater Paul hat glatte Haare. Lukas Großeltern mütterlicherseits sind Marianne und Hans. Diese Großeltern haben beide lockige Haare. Lukas Schwester Sabrina hat lockige Haare. Die Schwester von Lukas´ Mutter heißt Christiane und hat auch lockige Haare.

(Stills aus dem Trailer (1:16) des Films „Die Mendelschen Regeln - Grundlagen der Vererbung“, EDMOND NRW)

Gene
Die Anlagen für bestimmte Merkmale nennt man in der Biologie auch Gene.
Bei zahlreichen Merkmalen (z.B. Hautfarbe) sind mehrere Gene beteiligt.

Allele
sind mögliche Ausprägungsformen einer Anlage/ unterschiedliche Varianten einer Erbanlage.
Für jedes Merkmal sind zwei Erbanlagen vorhanden. Eine Anlage stammt vom Vater und die andere Anlage von der Mutter. Das sichtbare Merkmal nennt man Phänotyp.
Für das Merkmal Augenfarbe kann es unterschiedliche Ausprägungen geben, z.B. braune und blaue Augen (Phänotyp-Ebene).
Für jeden Genort gibt es zwei Allele. So kann es ein Allel für braun und ein Allel für blau geben. Die Allele bilden den Genotyp.