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Mendel-Genetik. Regeln 1 und 2

Die Anwendung der Kreuzungsregeln des dominant-rezessiven Erbgangs und dessen Übertragbarkeit von pflanzlichen auf tierische Organismen

Unterrichtsentwurf 2015 16 Seiten

Didaktik - Biologie

Leseprobe

Inhalt

1. Thema der Unterrichtseinheit

2. Sachanalyse und Einordnung der Stunde in die Unterrichtsreihe

3. Thema der Unterrichtsstunde

4. Ziele der Unterrichtsstunde

5. Kompetenzbezüge der Lernziele

6. Bedingungsanalyse

7. Hausaufgabe

8. Geplanter Unterrichtsverlauf (45 Minuten)

9. Didaktisch-methodische Begründungen

10. Geplante „Tafelbilder“ und Materialien

11. Quellen

1. Thema der Unterrichtseinheit

Gene und Vererbung: Ein Mönch entdeckt die Zusammenhänge – Vom Speicherort unserer Gene über die Mitose und Meiose bis hin zur Entdeckung von Vererbungsregeln sowie deren Anwendbarkeit auf den Menschen mit Hilfe von Stammbaumanalysen.

2. 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:

3. Thema der Unterrichtsstunde

Erbsen kreuzen ist nicht alles! Die Anwendung der Kreuzungsregeln des dominant-rezessiven Erbgangs und dessen Übertragbarkeit von pflanzlichen auf tierische Organismen

4. Ziele der Unterrichtsstunde

Übergeordnetes Stundenziel:

Die SuS sollen die Kreuzungsregeln des dominant-rezessiven Erbgangs anhand zweier Erbsensorten in einem weiterführenden Kreuzungsschema anwenden und erläutern sowie die daran erworbenen Kenntnisse in Kombination mit ihrem erlangten Vorwissen auf einen tierischen Erbgang übertragen.

Teilziele: Die SuS sollen…

den ihnen bekannten ersten Teil des Erbgangs auf Grundlage der PowerPoint-Folie mit eingeführtem Fachvokabular erläutern.

auf der Basis ihrer Erläuterungen und dem weiterführenden Kreuzungsexperiment eine sinnvolle Fragestellung für den weiteren Stundenverlauf entwickeln.

bezogen auf die Fragestellung nachvollziehbare und sinnvolle Hypothesen bilden.

die ihnen bekannten Kreuzungstechniken in der Weiterführung des Erbgangs anwenden.

ihre Ausarbeitungen im Unterrichtsgespräch im Sinne der Präsentation vorstellen.

erworbene Grundlagenkenntnisse zum dominant-rezessiven Erbgang der Erbse auf einen entsprechenden Erbgang des Kaninchens übertragen.

ihre Erarbeitungen in Kleingruppen auf Richtigkeit überprüfen, auf Folie übertragen und die Ergebnisse der Klasse vortragen.

als gestellte Hausaufgabe die Begriffe „Phänotyp“ und „Genotyp“ im Kreuzungsversuch des Kaninchens verorten und mit Hilfe von Fachlektüre bzw. Internetrecherche definieren.

als weitergehenden Teil der Hausaufgabe die 2. Mendel’sche Regel recherchieren und diese auf Grundlage des Kaninchenversuchs schriftlich nachvollziehen.

5. Kompetenzbezüge der Lernziele

Kompetenzbezüge der Lernziele[2] können in folgenden Punkten gesehen werden:

Im Bereich der Erkenntnisgewinnung arbeiten die SuS mit Kreuzungsschemata, beschreiben die verschiedenen Stadien der Erbgänge, interpretieren eine weitergehende Kreuzung der F1-Generation und werten ihre Erarbeitungen in der Klasse aus.

[...]


[1] Hessisches Kultusministerium 2011, S. 31.

[2] HESSISCHES KULTUSMINISTERIUM 2011, S. 24-27.

Details

Seiten
16
Jahr
2015
ISBN (eBook)
9783656942153
ISBN (Buch)
9783656942160
Dateigröße
1020 KB
Sprache
Deutsch
Katalognummer
v295548
Note
1,3
Schlagworte
Biologie Genetik Mendel Erbgang Vererbung dominant rezessiv Kreuzung Erbsen Kaninchen

Autor

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