die Gesetzmäßigkeiten der Vererbung
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Inhaltsverzeichnis Genetik und genetische Forschung Klassische Genetik – die Gesetzmäßigkeiten der Vererbung 1. Einführung in die klassische Genetik. . . . . . . . . . 6 1.1 Was wird vererbt?. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6 1.2 Die Erbanlagen des Menschen . . . . . . . . . . . . . 7 1.3 Die Vererbung des Geschlechts . . . . . . . . . . . . 8 Praxis Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 2. Warum ist jeder Mensch einmalig? . . . . . . . . . . 11 2.1 Die Verteilung der Chromosomen während der Meiose . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11 2.2 Unterschiedliche Genausprägung . . . . . . . . . 12 2.3 Die Rekombination von Erbinformation . . . 12 3. Die Geschichte der Klassischen Genetik. . . . . . 13 3.1 Historische Theorien zur Vererbung . . . . . . . 13 3.2 Ein Mönch erforscht die Gesetzmäßigkeiten der Vererbung . . . . . . . . 14 4. Die Mendelschen Regeln . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 16 4.1 Die Erweiterung der Mendelschen Regeln: der intermediäre Erbgang. . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4.2 Rückkreuzungen machen den Genotyp auch äußerlich sichtbar . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4.3 Dihybride Erbgänge . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 17 4.4 Die Mendelschen Regeln in der Humanbiologie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 19 Praxis Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 20 5. Die Chromosomentheorie . . . . . . . . . . . . . . . . . . 21 5.1 Mehr Gene als Chromosomen. . . . . . . . . . . . . 22 5.2 Geschlechtsgekoppelte Vererbung . . . . . . . . 23 Mithilfe dieses Kapitels können Sie …. . . . . . . . . . 25 Molekulargenetik – die molekularen Grundlagen der Genetik 1. Die DNA – ein Molekül mit weitreichender Bedeutung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 26 1.1 Der Erbinformation auf der Spur . . . . . . . . . . 26 1.2 Der Bau der DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 27 1.3 Replikation - die identische Verdoppelung der DNA . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30 Praxis Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33 2. Vom Gen zum Merkmal . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.1 Der genetische Code . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 35 2.2 Die Transkription – von der DNA zur RNA . 37 2.3 Die Translation – von der mRNA zur Aminosäuresequenz . . . . . . . . . . . . . . . . . . 37 2.4 Von der Polypeptidkette zum fertigen Protein. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.5 Die RNA-Reifung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 2.6 Übersicht: Vom Gen zum Protein . . . . . . . . . . 40 2.7 Die Regulation der Genaktivität . . . . . . . . . . . 41 2.8 Gene und Merkmalsausbildung . . . . . . . . . . 44 3. Mutationen - Veränderungen der Erbinformation. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 50 3.1 3.2 3.3 3.4 Was bewirken Mutationen? . . . . . . . . . . . . . . . 50 Die Häufigkeit von Mutationen. . . . . . . . . . . . 51 Formen von Mutationen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 52 Die „Wächter“ des Genoms – DNA-Reparaturmechanismen . . . . . . . . . . . . . 58 3.5 Mutationen können zu Krebs führen . . . . . . 59 Praxis Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62 4. Molekulargenetik von Bakterien und Viren . . 64 4.1 Die Genetik von Bakterien . . . . . . . . . . . . . . . . 64 4.2 Die Genetik von Viren . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 65 Mithilfe dieses Kapitels können Sie …. . . . . . . . . . 69 Angewandte Genetik 1. Was ist Angewandte Genetik?. . . . . . . . . . . . . . . 70 2. Methoden und Verfahren der Angewandten Genetik. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71 2.1 Die Übertragung fremder Gene – am Beispiel der Insulinproduktion. . . . . . . . . 71 2.2 DNA-Klonierung – am Beispiel des genetischen Fingerabdrucks . . . . . . . . . . . . . . 75 2.3 Die vollständige Sequenzierung der Erbinformation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 80 2.4 Die „Adresse“ der Gene . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 82 3. Gentechnisch veränderte Lebewesen . . . . . . . 85 3.1 Transgene Mikroorganismen. . . . . . . . . . . . . . 85 3.2 Transgene Pflanzen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 89 Praxis Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 99 3.3 Transgene Tiere. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106 Praxis Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 114 4. Genetische Forschung am Menschen . . . . . . . 115 3 4.1 Heilung durch Gentherapie? . . . . . . . . . . . . . 115 4.2 Gendiagnostik – die Suche nach genetischen Hinweisen . . . . . . . . . . . . . . . . . . 117 4.3 Stammzellen – potente Zellen zur Therapie von Krankheiten. . . . . . . . . . . . . . . . 124 6.2 Schlüsselereignisse in der Evolution des Menschen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185 6.3 Der Stammbaum des Menschen . . . . . . . . . 189 6.4 Der Mensch und die Evolution heute . . . . . 193 Mithilfe dieses Kapitels können Sie …. . . . . . . . . 194 Praxis Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 126 Mithilfe dieses Kapitels können Sie …. . . . . . . . . 128 Stress – eine moderne Krankheit? Evolution 1. Was versteht man unter Stress? . . . . . . . . . . . . 195 1 Theorien zur Entstehung von Arten . . . . . . . . 130 1.1 Kurzzeitstress. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 197 1.2 Langzeitstress . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199 1.1 die ersten Theorien? . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 130 1.2 Evolutionstheorie von einem kontinuierlichen Artenwandel . . . . . . . . . . . 130 1.3 Theorie der Veränderlichkeit der Arten durch natürliche Selektion . . . . . . . . . . . . . . . 132 2. Stressbewältigung am Beispiel Schulstress . 201 2.1 Stress vorbeugen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 2.2 Stress abbauen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201 Mithilfe dieses Kapitels können Sie …. . . . . . . . . 202 Praxis Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 133 2. Die treibenden Kräfte der Evolution . . . . . . . . 137 2.1 Natürliche Selektion – Die umweltbedingte Auslese von Merkmalskombinationen . . . . . . . . . . . . . . . . 137 2.2 Mutationen – Das Entstehen neuer Merkmale . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 141 2.3 Genetische Variabilität – Die Neukombination von Merkmalen . . . . 142 2.4 Gendrift – Das zufällige Ausscheiden von Merkmalskombinationen . . . . . . . . . . . . 143 Praxis Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 145 3. Wie neue Arten entstehen . . . . . . . . . . . . . . . . . 148 3.1 Die Aufspaltung von Arten . . . . . . . . . . . . . . . 149 3.2 Formen der Artbildung . . . . . . . . . . . . . . . . . . 151 3.3 Adaptive Radiation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 153 4. Evolutionäre Entwicklungsbiologie – ein weiterer Mechanismus der Evolution. . . . 154 Stichwortverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . xxx Erklärung der Symbole Die Aufgaben decken alle Handlungskompetenzen – Wissen organisieren, Erkenntnisse gewinnen und Schlüsse ziehen – ab. ? Wiederholung des Gelernten, Denkaufgaben praktische Anwendung des Gelernten Rechercheaufgaben Vernetzung des Gelernten 4.1 Die Bedeutung von Regulationsgenen für die Evolution . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154 5. Der Ursprung und die Stammesgeschichte der Lebewesen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 156 5.1 Belege für die Stammesgeschichte . . . . . . . 156 5.2 Ordnung der stammesgeschichtlichen Erkenntnisse. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 164 5.3 Die Geschichte des Lebens auf der Erde . . 167 Praxis Biologie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180 6. Homo sapiens – Die Evolution des Menschen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 182 6.1 Die Abstammung des Menschen . . . . . . . . . 183 4 Schülerinnen- und Schüler-Versuch Die Lösungen zu den Denk-, Praxis- und Vernetzungsaufgaben finden Sie beim Buch auf der Website www.dorner-verlag.at Themenvorschläge für Vorwissenschaftliche Arbeiten für Biologie und Umweltkunde finden Sie auf der auf der Website www.dorner-verlag.at
