5.5 Mutationen sind ein wichtiger Evolutionsfaktor

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5.5
Insektizid
Mutationen sind ein wichtiger Evolutionsfaktor
Chromosom mit
dem Gen für die
Insektizidresistenz
2 Schneehase im Winter und im Sommer
1 Diploide Organismen. Begründe, warum bei diploiden
Organismen eine Fehlfunktion
nicht immer auftritt, obwohl die
Mutation, die diese Fehlfunktion
zur Folge hat, auf einem Chromosom vorhanden ist.
1 Normal gefärbter Tiger und weißer Tiger
2 Bedeutung von Mutationen
Die DNA kann durch Einflüsse von außen verändert werden. Solche Einflüsse sind zum Beispiel
UV-Strahlung, radioaktive Strahlung, Röntgenstrahlung oder auch eine Reihe von Chemikalien,
wie sie zum Beispiel im Zigarettenrauch enthalten
sind. Manche Veränderungen der DNA erfolgen
auch ohne erkennbare äußere Einwirkung. Heute
weiß man, dass Veränderungen der DNA häufig
vorkommen. Die Zelle verfügt über Mechanismen, die Veränderungen in der DNA reparieren
können, doch nicht immer gelingt eine Reparatur.
Bleibende Veränderungen der DNA nennt man
Mutationen.
Wenn eine Körperzelle mutiert, kann das dazu
führen, dass das entsprechende Genprodukt in
dieser Zelle nicht mehr funktionstüchtig ist. Wird
der Stoffwechsel der Zelle dadurch schwer gestört,
stirbt die Zelle. Manche Mutationen haben keine
Auswirkungen auf die Lebensfähigkeiten der Zelle. Mutationen in Körperzellen werden bei der
Zellteilung an die Tochterzellen weitergegeben.
Bei manchen Mutationen gerät die Steuerung der
Zellteilung außer Kontrolle. Teilt sich die Zelle
aufgrund solcher Mutationen immer weiter, kann
ein Tumor entstehen. Mutationen von Körperzellen werden nicht vererbt.
Bei mehrzelligen Lebewesen wird eine Mutation
nur dann an die Nachkommen übertragen, wenn
die Mutation in einer Zelle stattfindet, aus der sich
eine Geschlechtszelle bildet. Eine solche Zelle gehört der Keimbahn an. Darunter versteht man die
Abfolge derjenigen Zellen, ausgehend von der Zygote, aus denen sich schließlich die Geschlechtszellen entwickeln (Abb. 3). Werden Mutationen
durch die Geschlechtszellen weitergegeben, besitzen alle Körperzellen des neuen Lebewesens diese
veränderte Erbinformation. So fehlt dem Tiger in
Abbildung 1 der rote Farbstoff im gesamten Fell.
Mutationen können nachteilig, vorteilhaft oder
ohne erkennbare Auswirkungen sein. Mutationen
tragen zur genetischen Variabilität einer Art bei.
Bei Veränderungen der Umwelt hat möglicherweise ein Individuum mit einer solchen Mutation
einen Überlebensvorteil, während andere Individuen mit der Veränderung nicht zurechtkommen.
Mutationen sind in der Geschichte der Lebewesen, der Evolution, eine Ursache für Neues.
in der Evolution. Der Schneehase ist mit dem Feldhasen eng
verwandt; er stammt wahrscheinlich von ihm ab. Er lebt im hohen
Norden in schneereichen Gebieten. Im Gegensatz zum Feldhasen
hat er im Winter ein weißes Fell
(Abb. 2). Stelle eine begründete
Hypothese zur Entstehung der
weißen Fellfarbe beim Schneehasen auf.
Zygote
3 Bedeutung von Mutationen
in der Ökologie. Nach wiederholtem Einsatz von Insektiziden
beobachtet man häufig, dass die
bekämpften Insekten wieder an
Zahl zunehmen, nun aber gegen
das Insektengift resistent sind.
Abbildung 4 zeigt die Vorgänge,
die dazu führen. Beschreibe diese
Vorgänge. Erläutere die Rolle von
Mutationen dabei.
4 Bedeutung von Mutationen
in der Medizin. Abbildung 5
zeigt den typischen Verlauf der
Behandlung eines Aids-Patienten
mit dem Medikament 3TC, das
die Vermehrung von HI-Viren
verhindern soll. Interpretiere die
Abbildung und nimm zur Anwendung des Medikaments in der
Aids-Therapie Stellung.
5 Röntgen. Begründe, warum
Insektizid
4 Resistenzbildung bei Insekten
Prozentsatz der gegen
3TC resistenten HI-Viren
beim Röntgen besonders die
Geschlechtsorgane durch Blei
abgeschirmt werden und man
Schwangere nicht röntgt.
viele weitere Zellteilungen
Behandlungszeit in Wochen
Körperzellen
3 Keimbahn
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Geschlechtszellen
5 Behandlungsergebnis von
Aids-Patienten mit 3TC
85
Grundwissen
Arbeitsmaterial
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