Unterrichtsreihe: Gentechnik – Methoden, Chancen, Risiken (Klasse 9/10)
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Was Gentechnik kann, wie sie funktioniert und wie man sie fair beurteilt: Die Reihe beginnt mit dem Werkzeugkasten und dem Klassiker Insulin aus Bakterien, untersucht Beispiele der grünen Gentechnik und die Genschere CRISPR/Cas9 und endet mit einer strukturierten Debatte in der Ethik-Arena.
Steckbrief
| Merkmal | Angabe |
|---|---|
| Zielgruppe | Klasse 9/10 (Sekundarstufe I) |
| Umfang | 5 Doppelstunden à 90 Minuten |
| Vorwissen | Bau der DNA, Gen und Protein, Bakterienzelle (siehe Zelle, Chromosomen, DNA); Grundbegriffe der Vererbung |
| Leitfrage | Wie verändert man Erbgut gezielt – und wie beurteilt man Nutzen und Risiken? |
| Ausstattung | Tablets oder Laptops für die Gen-Schere; Papierstreifen und Scheren für das Schneide-Modell; Klebeband für die Positionslinie |
| Lernkontrolle | Übungsklausur im Klausurtrainer, schriftliche Stellungnahme mit dem Bewertungsraster der Ethik-Arena |
Kompetenzbereiche nach den KMK-Bildungsstandards
- Sachkompetenz: Werkzeuge der Gentechnik und den Ablauf einer Genübertragung beschreiben; Wirkprinzipien von Bt-Mais und CRISPR/Cas9 erklären.
- Erkenntnisgewinnung: Modelle nutzen (Schneiden und Kleben, Simulation der Genschere); Selektionsschritte begründen.
- Kommunikation: Informationen aus Texten, Tabellen und Diagrammen entnehmen; Belege prüfen (Wer sagt das, woher stammen die Daten?).
- Bewertung: Gefahr und Risiko unterscheiden; Argumente ethischen Prinzipien zuordnen und eine eigene Position begründen.
Die Doppelstunden im Überblick
| Nr. | Thema | Schwerpunkt | Zentrale Seiten |
|---|---|---|---|
| 1 | Was ist Gentechnik? Werkzeuge und „Farben“ | Sachkompetenz: Überblick | Gentechnik, Gentechnik im Alltag |
| 2 | Insulin aus Bakterien – ein Gen wird übertragen | Modelle nutzen: Schneiden und Kleben | Insulin aus Bakterien, Plasmide, Rinder- und Schweineinsulin |
| 3 | Grüne Gentechnik – Beispiele, Belege, Kennzeichnung | Kommunikation: Belege prüfen | Grüne Gentechnik, Bt-Mais, Golden Rice, Gentechnik-Kennzeichnung, Grüne Gentechnik: Vor- und Nachteile |
| 4 | Die Genschere CRISPR/Cas9 | Modelle nutzen: Simulation | CRISPR/Cas9, Gen-Schere |
| 5 | Chancen und Risiken bewerten – Debatte in der Ethik-Arena | Bewertung | Gefahren der Gentechnik, Gentechnik-Mythen, Ethik-Arena |
Abkürzungen in den Verlaufstabellen: EA = Einzelarbeit, PA = Partnerarbeit, GA = Gruppenarbeit, UG = Unterrichtsgespräch, LV = Lehrkraftvortrag. Auf schmalen Bildschirmen lassen sich die Tabellen seitlich verschieben.
Doppelstunde 1: Was ist Gentechnik? Werkzeuge und „Farben“
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- erklären, was Gentechnik ist und wie sie sich von klassischer Züchtung unterscheidet,
- nennen die wichtigsten Werkzeuge der Gentechnik und beschreiben ihre Aufgabe,
- ordnen Anwendungen den „Farben“ der Gentechnik zu,
- nennen belegte Beispiele für Gentechnik im Alltag.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Blitzumfrage: Wo steckt Gentechnik in eurem Alltag? Vermutungen notieren, später überprüfen. | UG | Gentechnik im Alltag |
| Erarbeitung I | 25 min | Definition und Werkzeugkasten: Restriktionsenzym, Ligase, Plasmid und weitere Werkzeuge mit ihrer Aufgabe. | PA | Gentechnik: Abschnitte „Was ist Gentechnik?“ und „Methoden der Gentechnik“, Aufg. 1 |
| Erarbeitung II | 20 min | Zehn Alltagsbeispiele lesen und den Farben zuordnen. | GA | Gentechnik im Alltag; Gentechnik: Aufg. 4 |
| Sicherung | 15 min | Vermutungen vom Einstieg überprüfen; fünf Alltagsprodukte mit Funktion der Gentechnik. | UG | Gentechnik im Alltag: Aufg. 1 |
| Vertiefung | 15 min | Begriffe „Genmanipulation“ und „Genveränderung“ sachlich einordnen; drei Formen der Beteiligung von Gentechnik unterscheiden. | PA | Gentechnik im Alltag: Aufg. 2 |
| Abschluss | 5 min | Zwei Fragen aus dem Selbsttest. | EA | Gentechnik: Selbsttest |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Selbsttest auf Gentechnik im Alltag; Fachbegriffe mit den Karteikarten wiederholen.
- Basis: Werkzeug-Kärtchen (Begriff, Bild, Aufgabe) zum Zuordnen; Farben-Tabelle mit Beispielen.
- Vertiefung: Blau-Weiß-Selektion (Vertiefung auf Gentechnik); Transgene Tiere; Aufgabe 5 auf Gentechnik (Akzeptanz roter und grüner Gentechnik diskutieren).
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Gentechnik“ und Karteikarten „Gentechnik im Alltag“.
Doppelstunde 2: Insulin aus Bakterien – ein Gen wird übertragen
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- erklären die Aufgabe von Insulin und warum Menschen mit Diabetes es brauchen,
- beschreiben die Schritte, mit denen Bakterien menschliches Insulin herstellen,
- erklären, warum Spender-DNA und Plasmid mit demselben Restriktionsenzym geschnitten werden,
- vergleichen tierisches Insulin, Humaninsulin und Insulinanaloga.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Woher kam Insulin, bevor es Gentechnik gab? Probleme sammeln. | UG | Insulin aus Bakterien: Abschnitt „Insulin und Diabetes“; Rinder- und Schweineinsulin |
| Erarbeitung I | 25 min | Herstellung von Humaninsulin mit Abb. 1; die Schritte als Flussdiagramm legen. | PA | Insulin aus Bakterien: Abb. 1, Aufg. 1 |
| Modell | 20 min | Schneiden und Kleben mit Papierstreifen: Schnitt mit EcoRI, klebrige Enden, Ligase. | PA | Plasmide: Abschnitt „Ein Gen ins Plasmid bringen“, Aufg. 2 |
| Sicherung | 15 min | Warum dasselbe Restriktionsenzym? Wozu der Nährboden mit Antibiotikum? | UG | Gentechnik: Aufg. 2–3 |
| Vergleich | 15 min | Rinder-, Schweine-, Humaninsulin und Analoga; zwei Nachteile tierischen Insulins. | PA | Insulin aus Bakterien: Tabelle, Aufg. 2 und 4 |
| Abschluss | 5 min | Exit-Ticket: Herstellung in drei Sätzen. | EA | – |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 5 auf Insulin aus Bakterien (Aussage „Insulin aus Bakterien zeigt, dass Gentechnik grundsätzlich unbedenklich ist“ bewerten).
- Basis: Flussdiagramm als Lückentext; Schablone für das Papiermodell mit markierter Schnittstelle.
- Vertiefung: Blau-Weiß-Selektion auf Plasmide (Aufgabe 4); Aufgabe 3 auf Insulin aus Bakterien (warum nicht einfach das menschliche Gen?); Rote Gentechnik: Beispiele.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Insulin aus Bakterien“ und Karteikarten „Plasmide“.
Doppelstunde 3: Grüne Gentechnik – Beispiele, Belege, Kennzeichnung
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- definieren grüne Gentechnik und unterscheiden Kreuzungszüchtung, klassische Gentechnik und Genomeditierung,
- erläutern das Wirkprinzip von Bt-Mais,
- beschreiben, wann Lebensmittel in der EU als gentechnisch verändert gekennzeichnet werden müssen,
- stellen Vor- und Nachteile mit ihren Belegen dar.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Etiketten-Impuls: „Ohne Gentechnik“, Bio-Siegel und gesetzlicher Hinweis – was bedeutet was? | UG | Gentechnik-Kennzeichnung |
| Erarbeitung | 30 min | Gruppenpuzzle: (1) Bt-Mais, (2) Golden Rice, (3) Papaya auf Hawaii und Flavr-Savr-Tomate, (4) Kennzeichnung. Leitfragen: Welches Gen, welche Eigenschaft, welche Belege für Nutzen und Risiken? | GA | Bt-Mais; Golden Rice; Grüne Gentechnik: Beispiele; Gentechnik-Kennzeichnung |
| Austausch | 20 min | Stammgruppen berichten; gemeinsame Tabelle mit Vor- und Nachteilen und der Quelle des Belegs. | GA | Grüne Gentechnik: Vor- und Nachteile: Abschnitt „Vorteile und Nachteile der grünen Gentechnik im Überblick“ |
| Sicherung | 15 min | Rote, weiße und grüne Gentechnik mit Beispiel; Vor- und Nachteile mit Belegen. | UG | Grüne Gentechnik: Aufg. 1; Grüne Gentechnik: Vor- und Nachteile: Aufg. 1 |
| Transfer | 10 min | Scheinbarer Widerspruch: In Deutschland wächst keine GV-Pflanze, trotzdem fressen viele Kühe GV-Soja. | PA | Grüne Gentechnik: Aufg. 3 |
| Abschluss | 5 min | Zwei Fragen aus dem Selbsttest. | EA | Grüne Gentechnik: Selbsttest |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 4 auf Grüne Gentechnik: Vor- und Nachteile (Schlagzeile „22 Prozent mehr Ertrag – damit ist der Welthunger lösbar“ beurteilen).
- Basis: Gruppen 1 und 4 mit Leitfragen-Karte; Tabelle mit vorgegebenen Spalten (Beispiel, Eigenschaft, Beleg).
- Vertiefung: Rechtslage mit NGT-Verordnung auf Grüne Gentechnik (Aufgabe 4); Gentechnik bei Pflanzen (Agrobacterium-Methode); Aufgabe 5 auf Golden Rice.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Grüne Gentechnik“ und Karteikarten „Bt-Mais“.
Doppelstunde 4: Die Genschere CRISPR/Cas9
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- beschreiben, wie Bakterien CRISPR als Immunsystem gegen Viren nutzen,
- beschreiben, wie Guide-RNA, PAM und Cas9 die Schnittstelle festlegen,
- vergleichen die Reparaturwege NHEJ und HDR und ihre Ziele,
- unterscheiden Eingriffe in Körperzellen von Eingriffen in die Keimbahn.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Ein Immunsystem aus Bakterien: kurzer Lehrkraftimpuls mit dem ersten Abschnitt der Seite. | LV, UG | CRISPR/Cas9: Abschnitt „Ein Immunsystem aus Bakterien“ |
| Erarbeitung | 20 min | So funktioniert die Genschere: Aufgaben von Guide-RNA, PAM und Cas9. | PA | CRISPR/Cas9: Aufg. 2 |
| Simulation | 30 min | Gen-Schere Level 1 und 2: Schnittstelle finden, schneiden, reparieren. | PA | Gen-Schere: Aufg. 1–3 |
| Sicherung | 15 min | NHEJ und HDR im Vergleich: Welcher Weg schaltet ein Gen aus, welcher korrigiert es? | UG | Gen-Schere: Abschnitt „NHEJ und HDR im Vergleich“ |
| Transfer | 10 min | Wofür CRISPR heute genutzt wird; Behandlung von Körperzellen und Eingriff in Embryonen unterscheiden. | UG | CRISPR/Cas9: Abschnitt „Wofür CRISPR heute genutzt wird“ |
| Abschluss | 5 min | Exit-Ticket: Wie findet Cas9 seine Schnittstelle? (drei Sätze) | EA | Gen-Schere: Aufg. 1 |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 6 auf Gen-Schere: Stellung nehmen zu „Mit CRISPR lässt sich jede Erbkrankheit heilen.“
- Basis: Gen-Schere nur Level 1; Begriffskarten gRNA, PAM, Cas9, Doppelstrangbruch.
- Vertiefung: Level 3 der Gen-Schere (Off-Target-Schnitte); Aufgabe 3 auf CRISPR/Cas9 (PAM bestimmen); Base und Prime Editing.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „CRISPR/Cas9“.
Doppelstunde 5: Chancen und Risiken bewerten – Debatte in der Ethik-Arena
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- unterscheiden Gefahr und Risiko an Beispielen,
- prüfen Behauptungen mit den vier Fragen eines Faktenchecks,
- stellen Argumente beider Seiten dar und ordnen sie ethischen Prinzipien zu,
- beurteilen eine Streitfrage der Gentechnik und begründen eine eigene Position.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Positionslinie zu einer Streitfrage der Ethik-Arena, zum Beispiel Streitfrage 3 „Genomeditierte Pflanzen ohne Kennzeichnung?“; Positionen festhalten. | Plenum | Ethik-Arena: Methode „Positionslinie“ |
| Erarbeitung I | 15 min | Gefahr oder Risiko? Mythen mit den vier Fragen prüfen. | PA | Gefahren der Gentechnik: Aufg. 1; Gentechnik-Mythen: Aufg. 1–2 |
| Erarbeitung II | 25 min | Rollenkarten verteilen; Sachinformation und Argumente der Streitfrage lesen; Argumente mit dem Bewertungsraster prüfen. | GA | Ethik-Arena: Rollenkarten, Bewertungsraster |
| Debatte | 25 min | Pro-Contra-Debatte oder Fishbowl nach der Methodenbeschreibung. | Plenum | Ethik-Arena: Methoden für den Unterricht |
| Reflexion | 10 min | Positionslinie wiederholen: Hat sich die Position verändert, welches Argument war am stärksten? | Plenum | Ethik-Arena: Aufg. 5 |
| Abschluss | 5 min | Hinweis auf die Übungsklausur und das Bewertungsraster für die Hausaufgabe. | UG | – |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Stellungnahme aus Sicht einer Rollenkarte (ca. 150 Wörter, Aufgabe 3 auf Ethik-Arena) oder Aufgabe 5 auf Gefahren der Gentechnik.
- Basis: Formulierungshilfen für Stellungnahmen; feste Rollen mit vorbereiteten Argumentkarten.
- Vertiefung: Ethische Urteilsbildung (sieben Schritte der ethischen Urteilsbildung); Prinzipien der Bioethik; die Fälle Paranuss-Soja und Séralini-Studie auf Ist Gentechnik gesundheitsschädlich?.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Pro und Contra zur Gentechnik“ und Karteikarten „Gefahren der Gentechnik“.
Abschluss und Leistungsüberprüfung
Die Reihe schließt mit der Debatte; die schriftliche Stellungnahme lässt sich mit dem Bewertungsraster der Ethik-Arena einschätzen. Für eine Klassenarbeit bieten sich an:
- AFB I: Werkzeuge der Gentechnik und ihre Aufgabe; Herstellung von Humaninsulin (Aufgabe 1 auf Gentechnik, Aufgabe 1 auf Insulin aus Bakterien).
- AFB II: Selektionsschritt erklären, Bt-Spezifität erläutern, Schnittstelle der Genschere begründen (Aufgabe 3 auf Gentechnik, Aufgabe 2 auf Bt-Mais, Aufgabe 2 auf Gen-Schere).
- AFB III: Schlagzeile oder Werbeaussage beurteilen (Aufgabe 4 auf Grüne Gentechnik: Vor- und Nachteile, Aufgabe 4 auf Gentechnik-Mythen).
- Optionale Zusatzstunde Klonen: Was bedeutet Klonen? und Zellkerntransfer mit Streitfrage 4 „Haustiere klonen?“ der Ethik-Arena.
Klausurtrainer (Übungsklausur, Quiz-Mix und Operator-Training mit Aufgaben der jeweiligen Seite): Gentechnik · Insulin aus Bakterien · Grüne Gentechnik · CRISPR/Cas9 · Pro und Contra zur Gentechnik · Gefahren der Gentechnik
Karteikarten zur Wiederholung der Fachbegriffe: Gentechnik · Insulin aus Bakterien · Grüne Gentechnik · CRISPR/Cas9 · Pro und Contra zur Gentechnik
Hinweise zur Durchführung
- Die Seiten zur grünen Gentechnik nennen Rechtsstand und Zahlen mit Stand Oktober 2026. Prüfen Sie bei späterem Einsatz, ob sich die Rechtslage (zum Beispiel zur NGT-Verordnung) geändert hat.
- Die Gen-Schere nennt als Zeitbedarf 20–25 Minuten für alle drei Level und 15 Minuten für die Aufgaben.
- Achten Sie in der Debatte darauf, Sachaussagen und Werturteile zu trennen; die Seite Ethische Urteilsbildung bietet dafür Formulierungshilfen.
Weitere Unterrichtsreihen
Vererbung: Mendel und MenschKlasse 9/10 · 6 Doppelstunden Gentechnik und HumangenetikOberstufe · 8 Doppelstunden Molekulargenetik: vom Gen zum MerkmalOberstufe · 8 Doppelstunden Alle UnterrichtsreihenÜbersicht mit Werkzeugen und Bezug zu den Bildungsstandards
Quellen & Stand
- Kultusministerkonferenz: Bildungsstandards im Fach Biologie für die Allgemeine Hochschulreife (Beschluss vom 18.06.2020).
- Kultusministerkonferenz: Weiterentwickelte Bildungsstandards für den Mittleren Schulabschluss in den Naturwissenschaften (Meldung vom 14.06.2024; Biologie: Beschluss vom 16.12.2004 in der Fassung vom Juni 2024).
- Kultusministerkonferenz: Bildungsstandards in Deutschland – Überblick.
- Fachinhalte, Abbildungen, Aufgaben und Quiz: die jeweils verlinkten Seiten von genzukunft.de mit ihren eigenen Quellenangaben.
Stand: Oktober 2026. Zeitangaben sind Richtwerte für eine Doppelstunde von 90 Minuten.
„Unterrichtsreihe: Gentechnik – Methoden, Chancen, Risiken (Klasse 9/10)“ von genzukunft.de – Lizenz: CC BY-SA 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/4.0/deed.de) – Quelle: https://www.genzukunft.de/lehrkraefte/unterrichtsreihen/gentechnik-methoden-chancen-risiken/ – Logo und Wortmarke sind ausgenommen.