Lösungen zu den Arbeitsblättern
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Lösungen zu den Arbeitsblättern GEN 7 Quiz: Richtig oder falsch – Ja oder Nein? 13 Aussagen zur DNA, dem Stoff, aus dem die Gene sind richtig: 1, 3, 4, 7, 8, 9, 12, 13 Lösungswort: TOPOISOMERASE = Enzym, das die Struktur von DNA-Molekülen verändert. Es gibt mehrere Topoisomerase-Arten. Das bakterielle Enzym Topoisomerase II (auch als Gyrase bezeichnet) spaltet die DNA und führt zusätzliche Windungen in den DNA-Doppelstrang ein. Die Topoisomerase I dagegen entspannt mehrfach gewundene DNA, die Superhelix, sodass ein entspannter DNA-Ring entsteht. Hemmstoffe der Gyrase haben sich inzwischen als wirksame Antibiotika gegen Gram-positive Bakterien erwiesen. GEN 8 Recherche: 5 von einer Million – Proteinforschung online Lösungsvorschlag: Protein Proteintyp Vorkommen im menschlichen Körper Funktion Adiponektin Hormon Fettzellen Reguliert zusammen mit Leptin, Insulin und anderen Hormonen Hungergefühl und Nahrungsaufnahme. Sind die Fettzellen voll, wird wenig davon produziert, sind sie leer, wird viel davon produziert. Übergewichtige haben einen geringen Adiponektin-Spiegel. Das schwächt die Wirkung des Insulins ab, sodass der Zucker im Blut nicht abgebaut wird. Ein niedriger Adiponektin-Spiegel erhöht im Zusammenspiel mit genetischen Faktoren das Diabetesrisiko und führt zugleich – oft schon lange vor der Entdeckung der Zuckerkrankheit – zu Gefäßschädigungen. AlkoholDehydrogenase Enzym v. a. in der Leber Abbau von Alkohol zu Acetaldehyd (für den Körper ein noch stärkeres Zellgift als Alkohol); wird daher sofort von dem Enzym Acetaldehyddehydrogenase weiter zu Essigsäure umgebaut. Die Essigsäure wird durch ein ganzes Enzymsystem, den Zitronensäurezyklus, weiter abgebaut. Schließlich bleiben Wasser und Kohlenstoffdioxid übrig. Bradykinin Hormon (Gewebshormon) Blutgefäße Bei Entzündungen oder Verletzungen an der Schmerzempfindlichkeitssteigerung an der betroffenen Körperstelle beteiligt. Infolge seiner spezifischen Bindung an Rezeptoren in der Gefäßwand verursacht es eine Spannungsänderung der glatten Muskulatur, erhöht die Permeabilität des Gefäßes und verursacht Schmerz. Galanin Hormon (Neurohormon = Zwischenstellung Hormone – Neurotransmitter) Zentralnervensystem und peripheres Nervensystem Im ZNS an der Regulation der Freisetzung verschiedener Neurotransmitter beteiligt; möglicherweise auch an verschiedenen anderen neurologischen Effekten, z. B. Hemmung epileptischer Anfälle und des Schmerzes, beteiligt. Im peripheren Nervensystem beeinflusst dieses Neuropeptid die Bewegungen des Magen-Darm-Trakts. Galanin steigert die Lust auf fettes Essen und Alkohol. Transcortin Transportprotein Blutplasma (Produktion in der Leber) Bindung und der Transport von Glucocorticoiden und Progesteron im Blut; hat hohe Affinität zu Cortisol, von dem vermutet wird, dass es nur in seiner nicht an Transcortin gebundenen Form biologisch aktiv ist. Etwa 75 % des Cortisol im Kreislauf sind an Transcortin gebunden. Kopiervorlage aus: bio@school 8, © Veritas-Verlag, Linz Lösungen zu den Arbeitsblättern GEN 9 Biologie Praxis: Den genetischen Code richtig anwenden und über Transkription und Translation Bescheid wissen A) 1. DNA: TAC CCG GAT TTT CGA CCC GCG AAA ACT mRNA: AUG GGC CUA AAA GCU GGG CGC UUU UGA Aminosäuren: Met- Gly- Leu- Lys- Ala- Gly- Arg- Phe- Stopp 2. Insgesamt können sechs Dreiergruppen von Basen auf der DNA zur Codierung der Aminosäure Leucin führen, nämlich: GAA, GAG, GAT, GAC, AAT, AAC 3. a) DNA: CAG GAC AAA b) DNA: ACG GGG CCC c) DNA: ATG CGT GAG mRNA: GUC CUG UUU mRNA: UGC CCC GGG mRNA: UAC GCA CUC AS: Val- Leu- PheAS: Cys- Pro- GlyAS: Tyr- Ala- LeuDie Abfolge AUG CGU TAG kann kein DNA-Abschnitt sein, das sie die Base Uracil enthält. Die Abfolge ACGGGGCCC führt zur Aminosäurekette Cys-Pro-Gly. B) 1. falsch ist d). 2. DNA 3. falsch ist b). MODBIO 3 Begriffe interpretieren: Klonierung mittels Plasmiden Bakterienzelle Isolation der Plasmid-DNA Plasmid sticky ends Bakterienchromosom Antibiotikaresistenzgen Schneiden der Plasmid-DNA mit einem Restriktionsenzym zu klonierendes Gen zu klonierendes Gen wird in das Plasmid eingebaut rekombinantes Plasmid rekombinantes Plasmid wird in die Bakterienzelle durch Transformation übertragen Bakterien mit dem rekombinanten Plasmid werden durch Teilung vermehrt Bakterienklon Die Bakterien mit der eingebauten Fremd-DNA werden aufgrund der Antibiotikaresistenz identifiziert Kopiervorlage aus: bio@school 8, © Veritas-Verlag, Linz Lösungen zu den Arbeitsblättern MODBIO 5 – Gentechnik in Landwirtschaft Die Lösungen müssen von der Lehrerin, dem Lehrer kontrolliert werden. Lösungsvorschlag (gv = gentechnisch verändert): Pflanze Wo angebaut? Beispiel/Handelsname Wofür verwendet? Sojabohne weltweit, in Europa (wegen des Klimas) weniger; gv-Soja v. a. in USA (ca. 85 % des Sojaanbaus), Argentinien (90 %), Rumänien z. B. herbizidresistente Sojabohne: Roundup-Ready-Sojabohne. In den meisten Staaten keine Trennung in gv-Soja und nicht gv-Sojabohnen. Sojaöl, Sojamehl, Sojalezithin in 20 000–30 000 Produkten; Sojaschrot ist ein wichtiges Futtermittel Mais weltweit; gv-Mais v. a. in USA (52 % des Mais), Argentinien, Spanien (12 %) z. B. Bt-Mais: produziert Insektizid (Gen von Bacillus thurengiensis) Futtermittel; viele Produkte aus Maisstärke, Maisöl und Maismehl hergestellt, z. B. Backwaren, Teige, Cornflakes Tomate weltweit, von den Tropen bis in die gemäßigte Zone; dzt. keine Information, ob gv-Tomaten angebaut werden roh gegessen und verarbeitet zu derzeit kein kommerzieller Anbau, nur Freisetzungsexperimen- Ketchup, Püree, Saft, Konserven te; Flavr-Savr-Tomate wird nicht mehr angebaut Reis weltweit, von den Tropen bis in die Subtropen; gv-Reis derzeit nur im Iran angebaut, kein kommerzieller Anbau in der EU z. B. herbizid- und insektizidresistenter Reis; Golden Rice soll mehr Beta-Carotin liefern – das verbessert die Vitamin A-Versorgung und soll so das Erblindungsrisiko in den Entwicklungsländern senken wichtige Welternährungspflanze; gekocht gegessen oder verarbeitet (Reisstärke, Reisöl, Reisflocken, Reisnudeln) Raps weltweit in den gemäßigten Zonen; gv-Raps v. a. in Kanada, USA (75 % des angebauten Raps) z. B. gv-Raps mit männlicher Sterilität, veränderten Inhaltsstoffen, z. B. mit Laurinsäure, als Rohstoff für die Produktion von Waschmitteltensiden Doppelnullraps für Produktion von Rapsöl, Margarine, Rapshonig Kartoffel weltweit, in den gemäßigten Zonen bis in die Subtropen; v. a. China, Russland, Ukraine, USA, Indien, Deutschland, Polen z. B. Bt-Kartoffel: produziert Insektizid (Gen von Bacillus thurengiensis); gv-Kartoffel mit veränderter Stärkezusammensetzung als Rohstoff für die Kleberproduktion ca. 25 % als Lebensmittel (Speisekartoffel, Püree, Pommes frittes, Chips, Fertiggerichte); 25 % zur Stärkeproduktion für Klebstoffe und zur Alkoholerzeugung; 40 % als Futtermittel; 10 % als Saatkartoffel EVOL 1 Recherche: Charles Darwin und die Galapagos-Inseln – ein wichtiger „Schlüssel“ zur Evolutionstheorie Lösungswort: TEICEIRA EVOL 5 Recherche: Veränderung und Neubildung von Arten als zentrale Botschaft der Evolution: Darwin und die Evolutionsforschung im 21. Jh. – ein Vergleich 1. a) Evolutionsfaktoren: • „Competition“ – Wettbewerb: Überleben und Reproduktion ist umso wahrscheinlicher, je geringer der Wettbewerb um die gleichen Ressourcen; das ist der Fall, wenn gemeinsam lebende Populationen möglichst unterschiedliche Ressourcen beanspruchen. • „Habitat“ – Lebensraum: v. a. freie Lebensräume, die noch nicht von „Konkurrenten“ besetzt sind, sind häufig der „Motor“ für evolutionäre Veränderungen; die Betonung liegt v. a. auf geografischer Isolation (vgl. bio@school 8, Seite 112–113) • „Food“ – Nahrung: Das vorhandene Nahrungsangebot ist häufig für die Evolution neuer Arten entscheidend (sowohl das „Wegfallen“ bzw. das Angebot „neuer“ Nahrungsquellen). • „Predators“ – Räuber, Feinde: Das „Wegfallen“ von Feinden ermöglicht neue Evolutionsmöglichkeiten und fördert die Artenvielfalt. Kopiervorlage aus: bio@school 8, © Veritas-Verlag, Linz Lösungen zu den Arbeitsblättern b) Beim Beispiel der „pollenpeeper“-Population – wie auch der klasssischen „Darwinfinken und der „honeycreepers“ auf Hawaii – werden für die Entstehung neuer Arten Zeiträume von Hundertausenden bis einigen Mio. Jahren angenommen. 2. a) Evolutionsfaktoren: Entscheidend sind neue Lebensräume und auch der Wandel erblicher Merkmale (z. B. durch Kreuzungen) – nicht so sehr die geografische Isolation durch Barrieren (z. B. Ozeane, Gebirge). b) Für die Bildung neuer Arten genügen kurze Zeiträume, oft nur wenige Generationen. Fazit: „Zeit und Isolation alleine führen nicht unbedingt zu neuen Morphologien, während neue Umweltbedingungen unweigerlich zu neuen Arten führen.“ Chris Schneider, 2001 Lösungen – Internet: a) 52 neue Tier- und Pflanzenarten b) Ozeane und Regenwälder c) 7 Arten: zwei Frosch-, zwei Schlangen- und zwei Krötenarten, sowie eine Echsenart d) Entdeckung einer neuen Käferfamilie (2 Arten von Raubkäfern – Wasserkäfern) e) Entdeckung mehrerer neuer Arten von Meerestieren, darunter ein Seestern und eine Korallenart Kopiervorlage aus: bio@school 8, © Veritas-Verlag, Linz
