Unterrichtsreihe: Gentechnik und Humangenetik (Oberstufe)
Unterrichtsreihe 6 von 7Alle Unterrichtsreihen
Diese Reihe verbindet die Methoden der Gentechnik mit ihren Anwendungen am Menschen: von Klonierung, PCR und DNA-Profil über die Genschere bis zu Stammbaumanalyse, Gendiagnostik und Gentherapie. Den Abschluss bildet eine ethische Urteilsbildung zu Eingriffen in die Keimbahn. Die Reihe baut auf Molekulargenetik: vom Gen zum Merkmal auf.
Steckbrief
| Merkmal | Angabe |
|---|---|
| Zielgruppe | Oberstufe (Qualifikationsphase, grundlegendes und erhöhtes Anforderungsniveau) |
| Umfang | 8 Doppelstunden à 90 Minuten |
| Vorwissen | Molekulargenetik (siehe Molekulargenetik: vom Gen zum Merkmal), Mendel-Genetik und einfache Stammbäume (siehe Vererbung: Mendel und Mensch); Wahrscheinlichkeitsrechnung |
| Leitfrage | Was können Gentechnik und Gendiagnostik heute beim Menschen leisten – und wo liegen ihre Grenzen? |
| Ausstattung | Tablets oder Laptops für Tatort-Labor und Gen-Schere; Klebeband für die Positionslinie; Raum für ein Fishbowl-Setting |
| Lernkontrolle | Übungsklausur im Klausurtrainer; Klausur mit Stammbaum-, Rechen- und Bewertungsaufgabe; Stellungnahme mit Bewertungsraster |
Kompetenzbereiche nach den KMK-Bildungsstandards
- Sachkompetenz: Klonierung, PCR, Gelelektrophorese, CRISPR/Cas9 und Gentherapie erklären; Erbgänge bestimmen.
- Erkenntnisgewinnung: Gele, Selektionsplatten und Stammbäume auswerten; Wahrscheinlichkeiten mit Vierfeldertafel und Produktregel berechnen.
- Kommunikation: Testergebnisse mit natürlichen Häufigkeiten verständlich darstellen; Schlagzeilen und Werbeaussagen sachlich prüfen.
- Bewertung: Ethische Urteilsbildung in Schritten durchführen; Rechtslage (Gendiagnostikgesetz, Embryonenschutzgesetz) einbeziehen; begründet Stellung nehmen.
Die Doppelstunden im Überblick
| Nr. | Thema | Schwerpunkt | Zentrale Seiten |
|---|---|---|---|
| 1 | Werkzeuge der Gentechnik – ein Gen klonieren | Erkenntnisgewinnung: Selektion auswerten | Plasmide, Insulin aus Bakterien, Gentechnik |
| 2 | PCR und Gelelektrophorese | Rechnen und Auswerten | PCR, Gelelektrophorese |
| 3 | Der genetische Fingerabdruck – Tatort-Labor | Bewertung: Was beweist ein Treffer? | Der genetische Fingerabdruck, Tatort-Labor |
| 4 | CRISPR/Cas9 – Genomeditierung | Modelle nutzen und Grenzen erkennen | CRISPR/Cas9, Gen-Schere, Base und Prime Editing |
| 5 | Stammbaumanalyse in der Oberstufe | Erkenntnisgewinnung: Ausschlussverfahren | Stammbaumanalyse: Übungen, Vererbung beim Menschen, Autosomal-dominante Erbleiden |
| 6 | Gendiagnostik – Tests, Wahrscheinlichkeiten, Recht | Kommunikation und Bewertung | Sensitivität und Spezifität, NIPT, Gendiagnostikgesetz, Pränatale Diagnostik |
| 7 | Gentherapie – somatisch und Keimbahn | Fallanalyse | Gentherapie, Virale Vektoren, Praktische Gentherapieversuche |
| 8 | Ethische Urteilsbildung – Eingriffe in die Keimbahn | Bewertung | Die CRISPR-Babys, Keimbahntherapie, Ethische Urteilsbildung, 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: Werkzeuge der Gentechnik – ein Gen klonieren
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- beschreiben Bau und Bauteile eines Plasmidvektors,
- wenden Schneiden mit Restriktionsenzymen und Verbinden mit Ligase an einer Sequenz an,
- werten Selektion und Blau-Weiß-Test aus,
- erklären, warum für die Produktion in Bakterien nicht einfach das menschliche Gen verwendet wird.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Humaninsulin aus Bakterien: vom Gen zum Medikament – welche Schritte sind nötig? | UG | Insulin aus Bakterien: Abschnitt „So wird Insulin heute hergestellt“ |
| Erarbeitung I | 20 min | Bauteile eines Plasmidvektors mit Abb. 1. | EA | Plasmide: Abb. 1, Aufg. 1 |
| Übung | 20 min | Schnitt mit EcoRI an einer Sequenz, klebrige Enden; warum dasselbe Enzym für Plasmid und Gen? | PA | Plasmide: Aufg. 2–3 |
| Experiment | 25 min | Blau-Weiß-Selektion: Platten mit und ohne Ampicillin, X-Gal und IPTG auswerten. | PA | Plasmide: Vertiefung „Die Blau-Weiß-Selektion“, Aufg. 4; Gentechnik: Vertiefung |
| Transfer | 10 min | Introns als Problem für Bakterien und die Lösung. | UG | Insulin aus Bakterien: Vertiefung, Aufg. 3 |
| Abschluss | 5 min | Fließschema der Klonierung festhalten. | EA | – |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 5 auf Plasmide (Antibiotikaresistenzgene als Selektionsmarker beurteilen).
- Basis: Plasmidkarte mit Beschriftungshilfen; Auswertung der Platten mit Leitfragen.
- Vertiefung: Transgene Tiere als Anwendung bei Tieren; Aufgabe 3 auf Rote Gentechnik: Beispiele (EPO in Hamsterzellen, Insulin in Bakterien).
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Plasmide“ und Karteikarten „Gentechnik“.
Doppelstunde 2: PCR und Gelelektrophorese
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- nennen die Zutaten einer PCR und beschreiben ihre Aufgabe,
- erklären den Ablauf eines PCR-Zyklus mit Temperaturen,
- berechnen die Zahl der Kopien nach n Zyklen,
- erklären das Prinzip der Gelelektrophorese und werten Bandenmuster mit Größenmarker aus.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Eine winzige Spur am Tatort – reicht das für eine DNA-Analyse? Vermutungen. | UG | PCR |
| Erarbeitung I | 25 min | PCR: Zutaten, drei Schritte eines Zyklus, Kopienzahl berechnen. | PA | PCR: Aufg. 1–3 |
| Erarbeitung II | 25 min | Gelelektrophorese: Ladung, Laufrichtung, Siebeffekt; Ablauf vom Gießen bis zum Färben. | PA | Gelelektrophorese: Aufg. 1 und 3; Der genetische Fingerabdruck: Aufg. 2 |
| Übung | 15 min | Vaterschaft im Gel bestimmen; qPCR-Ergebnisse vergleichen. | EA | Gelelektrophorese: Abb. 1, Aufg. 2; PCR: Aufg. 4 |
| Sicherung | 10 min | Fehleranalyse: keine einzige Bande nach 45 Minuten. | UG | Gelelektrophorese: Aufg. 4 |
| Abschluss | 5 min | Zwei Fragen aus dem Selbsttest. | EA | PCR: Selbsttest |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 5 auf PCR (Aussage eines Verteidigers beurteilen).
- Basis: Temperaturprofil als Diagrammvorlage; Rechentabelle Zyklus – Kopienzahl.
- Vertiefung: Vertiefung „Warum das passgenaue Produkt erst ab Zyklus 3 entsteht“ auf PCR; Fragmentlängen berechnen (Vertiefung auf Gelelektrophorese); DNA-Sequenzierung.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „PCR“ und Karteikarten „Gelelektrophorese“.
Doppelstunde 3: Der genetische Fingerabdruck – Tatort-Labor
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- erklären, was ein STR-Profil ist und warum es sich zwischen Menschen unterscheidet,
- werten eine Gelelektrophorese aus und ordnen Banden Fragmentlängen zu,
- berechnen mit der Produktregel, wie häufig ein Profil zufällig vorkommt,
- beurteilen, was ein DNA-Treffer beweist und was nicht.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Seit wann gibt es DNA-Analysen in der Kriminalistik? Kurzer Überblick. | UG | Der genetische Fingerabdruck: Abschnitt „Seit wann gibt es DNA-Analysen in der Kriminalistik?“ |
| Simulation | 35 min | Tatort-Labor: beide Fälle lösen und die Aufgaben 1–4 bearbeiten. | PA | Tatort-Labor: Aufg. 1–4 |
| Sicherung | 10 min | Spurenleger bestimmen; welcher Mann kommt als Vater in Frage? | UG | Der genetische Fingerabdruck: Abb. 1, Aufg. 3–4 |
| Rechnen | 15 min | Zufallstreffer-Wahrscheinlichkeit mit der Produktregel. | PA | Der genetische Fingerabdruck: Aufg. 5; Tatort-Labor: Aufg. 5 |
| Bewertung | 15 min | DNA einer Person an einer Türklinke ihres Arbeitsplatzes: Welchen Wert hat der Fund? | EA, UG | Tatort-Labor: Aufg. 6 |
| Abschluss | 5 min | Merksatz: Treffer und Tatnachweis unterscheiden. | UG | – |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 7 auf Tatort-Labor (DNA-Profile aller Neugeborenen speichern? Stellung nehmen) oder Aufgabe 6 auf Der genetische Fingerabdruck.
- Basis: Tatort-Labor zuerst nur Fall 1; Gelschablone mit Leiter.
- Vertiefung: Vertiefung „Rechnen mit DNA-Profilen – Produktregel und Hardy-Weinberg“ auf Der genetische Fingerabdruck; Vertiefung zur Rechtslage auf Tatort-Labor.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Der genetische Fingerabdruck“ und Karteikarten „Tatort-Labor“.
Doppelstunde 4: CRISPR/Cas9 – Genomeditierung
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- beschreiben, wie Bakterien CRISPR als Immunsystem gegen Phagen nutzen,
- erklären das Zusammenwirken von Guide-RNA, PAM und Cas9 und bestimmen eine Schnittstelle,
- vergleichen NHEJ und HDR und ihre Folgen,
- vergleichen Base Editing und Prime Editing mit der klassischen Genschere.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Wie erkennt ein Bakterium einen Phagen wieder, der es schon einmal angegriffen hat? | LV, UG | CRISPR/Cas9: Aufg. 1 |
| Erarbeitung | 20 min | Mechanismus mit Guide-RNA, PAM und Cas9; PAM auf einem gegebenen Strang ermitteln. | PA | CRISPR/Cas9: Aufg. 2–3; Vertiefung „Molekulare Details“ |
| Simulation | 30 min | Gen-Schere Level 1–3: PAM auf beiden Strängen, Reparatur in Level 2, Off-Target-Risiko in Level 3. | PA | Gen-Schere: Aufg. 2–4 |
| Sicherung | 10 min | Warum schaltet NHEJ ein Gen bei zwei verlorenen Basen meist aus, bei drei oft nicht? | UG | CRISPR/Cas9: Aufg. 4 |
| Erweiterung | 15 min | Base Editing und Prime Editing: Wann reicht ein Base Editor, wann braucht man einen Prime Editor? | PA | Base und Prime Editing: Aufg. 2–3 |
| Abschluss | 5 min | Ausblick: Casgevy und der Fall He Jiankui (Doppelstunden 7 und 8). | UG | – |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 5 auf Base und Prime Editing (Schlagzeile zum Prime Editing).
- Basis: Gen-Schere Level 1–2; Begriffskarten mit Funktion.
- Vertiefung: Reparaturwege auf Reparatur der DNA (Aufgabe 4); Vertiefung „Warum nicht jeder Versuch gelingt“ auf 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“ und Karteikarten „Base und Prime Editing“.
Doppelstunde 5: Stammbaumanalyse in der Oberstufe
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- bestimmen Erbgänge in Stammbäumen mit einem festen Lösungsschema und begründen jeden Schluss mit Personen,
- unterscheiden sichere, wahrscheinliche und nicht entscheidbare Ergebnisse,
- berechnen Wahrscheinlichkeiten für Familienmitglieder, auch mit der 2/3-Regel,
- erklären Besonderheiten wie die CAG-Wiederholungen bei Chorea Huntington.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Kennzeichen der klassischen Erbgänge wiederholen. | UG | Was bedeutet autosomal?: Abschnitt „Die vier klassischen Erbgänge im Überblick“; Vererbung beim Menschen |
| Erarbeitung | 15 min | Lösungsschema in fünf Schritten. | EA | Stammbaumanalyse: Übungen: Lösungsschema |
| Übung | 30 min | Gestuft: Stammbäume 2–6 mit Begründung. | PA | Stammbaumanalyse: Übungen: Aufg. 3–7 |
| Rechnen | 20 min | Wahrscheinlichkeiten und 2/3-Regel. | PA | Stammbaumanalyse: Übungen: Aufg. 8–9; Vererbung beim Menschen: Vertiefung „Mit Stammbäumen rechnen“ |
| Transfer | 10 min | Chorea Huntington: CAG-Wiederholungen und Erkrankungsalter. | UG | Autosomal-dominante Erbleiden: Aufg. 3 |
| Abschluss | 5 min | Checkliste der Ausschlusskriterien. | EA | – |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 3 auf Autosomal-rezessiver Erbgang (Paar mit Anlage für Phenylketonurie plant drei Kinder).
- Basis: Stammbäume 1–3 auf Stammbaumanalyse: Übungen; Kennzeichen-Tabelle als Hilfe.
- Vertiefung: Vertiefung zu Verwandtenehen auf Stammbaumanalyse: Übungen; genomische Prägung auf Was erbt man vom Vater, was von der Mutter? (Aufgabe 4); pseudoautosomale Regionen auf Was bedeutet autosomal?.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Stammbaumanalyse: Übungen“ und Karteikarten „Autosomal-dominante Erbleiden“.
Doppelstunde 6: Gendiagnostik – Tests, Wahrscheinlichkeiten, Recht
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- beschreiben Methoden der pränatalen Diagnostik und ordnen sie zeitlich ein,
- berechnen Sensitivität, Spezifität und positiven Vorhersagewert mit einer Vierfeldertafel,
- erklären, warum ein auffälliger Suchtest bestätigt werden muss,
- wenden Regeln des Gendiagnostikgesetzes auf Fallbeispiele an.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Werbeaussage „Unser Gentest liefert zu 99 % korrekte Ergebnisse“ – was fehlt? | UG | Sensitivität und Spezifität: Aufg. 5 |
| Erarbeitung I | 25 min | Vierfeldertafel, Sensitivität, Spezifität, positiver Vorhersagewert. | PA | Sensitivität und Spezifität: Aufg. 1–2 |
| Anwendung | 20 min | NIPT: auffällige Ergebnisse bei 10.000 Schwangeren; Abhängigkeit vom Alter mit Häufigkeitsbaum. | PA | NIPT: Aufg. 2–3; Gefahren der Diagnostik: Rechenbeispiel |
| Recht | 20 min | Arbeitsteilig: diagnostische und prädiktive Untersuchungen, Regeln für Versicherungen und Arbeit, vorgeburtliche Untersuchungen. | GA | Gendiagnostikgesetz: Aufg. 2–3; Pränatale Diagnostik: Abschnitt „Die Methoden im Überblick“ |
| Sicherung | 10 min | Warum muss ein auffälliger NIPT durch eine Amniozentese bestätigt werden? | UG | Pränatale Diagnostik: Aufg. 2 |
| Abschluss | 5 min | Merksatz zum Unterschied zwischen Sensitivität und Vorhersagewert. | UG | – |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 5 auf Gefahren der Diagnostik (Internet-Gentest als Geschenk beurteilen) oder Aufgabe 5 auf Gendiagnostikgesetz.
- Basis: Vorlage für Vierfeldertafel und Häufigkeitsbaum; Fallkarten zum Gendiagnostikgesetz.
- Vertiefung: Satz von Bayes (Vertiefung auf Gefahren der Diagnostik); ROC-Kurve (Vertiefung auf Sensitivität und Spezifität); Amniozentese.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Sensitivität und Spezifität“ und Karteikarten „Gendiagnostikgesetz“.
Doppelstunde 7: Gentherapie – somatisch und Keimbahn
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- unterscheiden somatische Gentherapie und Keimbahntherapie,
- beschreiben Ex-vivo- und In-vivo-Gentherapien,
- vergleichen virale Vektoren wie AAV und Lentiviren,
- erklären Rückschläge wie die Insertionsmutagenese und beurteilen Kosten und Nutzen.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Zeitleiste der Gentherapie: vom ersten Versuch 1990 bis heute. | UG | Praktische Gentherapieversuche: Abschnitt „Die Zeitleiste im Überblick“ |
| Erarbeitung I | 25 min | Somatisch oder Keimbahn, ex vivo oder in vivo; Beispiele zuordnen. | PA | Gentherapie: Aufg. 1–2 |
| Erarbeitung II | 20 min | Vektoren im Vergleich; Wahl eines Vektors begründen. | PA | Virale Vektoren: Tabelle, Aufg. 2; Gentherapie: Aufg. 3 |
| Fallanalyse | 20 min | Gruppen: Ashanti DeSilva, Jesse Gelsinger, SCID-X1-Studien, Casgevy. Was lief gut, was schief, was folgte daraus? | GA | Ashanti DeSilva; Jesse Gelsinger; Praktische Gentherapieversuche: Aufg. 2; Sichelzellanämie: Abschnitt „Behandlung heute: von Medikamenten bis zur Genschere“ |
| Sicherung | 10 min | Kostenrechnung: einmalige Therapie gegen jährliche Dauerbehandlung. | UG | Gentherapie: Aufg. 4 |
| Abschluss | 5 min | Offene Fragen für die Ethik-Stunde sammeln. | UG | – |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 5 auf Praktische Gentherapieversuche (individuell entworfene Gentherapien wie bei Baby KJ beurteilen).
- Basis: Zuordnungstabelle ex vivo / in vivo; Fallkarten mit Leitfragen.
- Vertiefung: Vertiefung „Insertionsmutagenese“ auf Praktische Gentherapieversuche; Vertiefung auf Virale Vektoren; CAR-T-Zelltherapie.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Gentherapie“ und Karteikarten „Virale Vektoren“.
Doppelstunde 8: Ethische Urteilsbildung – Eingriffe in die Keimbahn
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- stellen den Fall He Jiankui dar und erläutern die fachlichen Einwände,
- wenden die Schritte der ethischen Urteilsbildung auf einen Keimbahneingriff an,
- ordnen Argumente den Prinzipien der Bioethik zu,
- nehmen begründet Stellung zur Frage, ob Keimbahneingriffe erlaubt sein sollten.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Schlagzeile „Chinesischer Forscher macht Babys immun gegen HIV“ Wort für Wort prüfen. | UG | Die CRISPR-Babys: Aufg. 4 |
| Sachklärung | 20 min | Der Fall He Jiankui; Regelung im Embryonenschutzgesetz. | PA | Die CRISPR-Babys: Aufg. 1–2; Keimbahntherapie: Aufg. 1 |
| Methode | 15 min | Ethische Urteilsbildung in sieben Schritten; Prinzipien der Bioethik. | LV, UG | Ethische Urteilsbildung; Prinzipien der Bioethik |
| Debatte | 30 min | Ethik-Arena, Streitfrage 2 „CRISPR-Babys – Eingriffe in die Keimbahn?“ mit Rollenkarten im Fishbowl. | GA, Plenum | Ethik-Arena: Streitfrage 2, Rollenkarten, Methode „Fishbowl“ |
| Urteil | 10 min | Eigene Stellungnahme mit Formulierungshilfen schreiben. | EA | Ethische Urteilsbildung: Abschnitt „Formulierungshilfen für die Klausur“ |
| Abschluss | 5 min | Reflexion: Hat sich die Position verändert? | Plenum | Ethik-Arena: Aufg. 5 |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 5 auf Keimbahntherapie (Stellung nehmen zur Aussage des Deutschen Ethikrats) als Klausurübung.
- Basis: Formulierungshilfen und Bewertungsraster; feste Rollenkarten.
- Vertiefung: Pflichtethik und Folgenethik (Vertiefung auf Ethik und Gentechnik); Vertiefung „Spezifizieren, abwägen, prima facie“ auf Prinzipien der Bioethik.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Die CRISPR-Babys“ und Karteikarten „Ethische Urteilsbildung“.
Abschluss und Leistungsüberprüfung
Tatort-Labor und Gen-Schere enthalten eigene Aufgaben mit Lösungen und eignen sich als Wiederholungsstationen. Für eine Klausur bieten sich an:
- AFB I: Ablauf der PCR oder Bauteile eines Plasmidvektors beschreiben (Aufgabe 1 auf PCR, Aufgabe 1 auf Plasmide).
- AFB II: Stammbaum analysieren und Wahrscheinlichkeiten berechnen, Gel auswerten, Vorhersagewert berechnen (Aufgaben 2–9 auf Stammbaumanalyse: Übungen, Aufgabe 2 auf Gelelektrophorese, Aufgabe 2 auf Sensitivität und Spezifität).
- AFB III: Stellung nehmen zu Keimbahneingriffen oder DNA-Datenbanken (Aufgabe 5 auf Keimbahntherapie, Aufgabe 6 auf Der genetische Fingerabdruck).
- Bewertungskompetenz: Stellungnahme aus Doppelstunde 8, eingeschätzt mit dem Bewertungsraster der Ethik-Arena.
Klausurtrainer (Übungsklausur, Quiz-Mix und Operator-Training mit Aufgaben der jeweiligen Seite): Der genetische Fingerabdruck · PCR · CRISPR/Cas9 · Stammbaumanalyse: Übungen · Sensitivität und Spezifität · Gentherapie · Die CRISPR-Babys
Karteikarten zur Wiederholung der Fachbegriffe: Plasmide · PCR · Der genetische Fingerabdruck · CRISPR/Cas9 · Stammbaumanalyse: Übungen · Sensitivität und Spezifität · Gentherapie
Hinweise zur Durchführung
- Pränataldiagnostik, Erbkrankheiten und Gentests können Lernende persönlich betreffen. Arbeiten Sie mit Fallbeispielen und lassen Sie Raum für Positionen, ohne persönliche Angaben einzufordern.
- Rechtliche Angaben (Gendiagnostikgesetz, Embryonenschutzgesetz, Kassenleistung NIPT) entsprechen dem Stand der Seiten (Oktober 2026).
- Das Tatort-Labor nennt als Zeitbedarf 15–20 Minuten für beide Fälle und 15–20 Minuten für die Aufgaben.
Weitere Unterrichtsreihen
Molekulargenetik: vom Gen zum MerkmalOberstufe · 8 Doppelstunden Populationsgenetik und EvolutionOberstufe · 6 Doppelstunden Gentechnik: Methoden, Chancen, RisikenKlasse 9/10 · 5 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 und Humangenetik (Oberstufe)“ 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-und-humangenetik/ – Logo und Wortmarke sind ausgenommen.