Unterrichtsreihe: Molekulargenetik – vom Gen zum Merkmal (Oberstufe)
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Wie aus einer Folge von vier Basen ein Merkmal wird: Die Reihe verfolgt den Weg von der Replikation über Transkription, Prozessierung und Translation bis zu Mutationen, ihren Folgen am Beispiel der Sichelzellanämie, der Genregulation und der DNA-Reparatur. Der DNA-Decoder dient als durchgehendes Werkzeug.
Steckbrief
| Merkmal | Angabe |
|---|---|
| Zielgruppe | Oberstufe (Einführungs- oder Qualifikationsphase, grundlegendes und erhöhtes Anforderungsniveau) |
| Umfang | 8 Doppelstunden à 90 Minuten |
| Vorwissen | Zellbau, Chromosomen und Bau der DNA (siehe Zelle, Chromosomen, DNA); Proteine als Ketten aus Aminosäuren; Mendel-Genetik |
| Leitfrage | Jede Körperzelle enthält dieselbe DNA – wie entstehen daraus verschiedene Proteine und Merkmale? |
| Ausstattung | Tablets oder Laptops (ein Gerät pro Paar) für den DNA-Decoder; Legekarten für Replikation, Translation und lac-Operon (selbst erstellt) |
| Lernkontrolle | Übungsklausur im Klausurtrainer; Klausur mit materialgestützten Aufgaben (Sequenzen, Versuchsdaten) |
Kompetenzbereiche nach den KMK-Bildungsstandards
- Sachkompetenz: Replikation, Transkription, Prozessierung und Translation erklären; Mutationstypen unterscheiden; Genregulation und Reparatur beschreiben.
- Erkenntnisgewinnung: Klassische Experimente auswerten (Meselson-Stahl, Crick zum Triplett-Code); Hypothesen mit dem DNA-Decoder prüfen; mit Modellen arbeiten.
- Kommunikation: Sequenzen mit 5′- und 3′-Enden korrekt notieren; Abläufe in Fließschemata und einer Concept Map darstellen.
- Bewertung: Aussagen über Mutationen, Epigenetik-Schlagzeilen und Therapien wie Casgevy beurteilen.
Die Doppelstunden im Überblick
| Nr. | Thema | Schwerpunkt | Zentrale Seiten |
|---|---|---|---|
| 1 | DNA – Struktur und semikonservative Replikation | Erkenntnisgewinnung: Meselson-Stahl | Wie sieht die DNA aus?, DNA-Replikation |
| 2 | Transkription – vom Gen zur mRNA | Sachkompetenz: Strangbezeichnungen | DNA und RNA, Transkription |
| 3 | Prozessierung und Translation | Sachkompetenz: Proteinbiosynthese | Transkription, Molekulargenetik, DNA und RNA |
| 4 | Der genetische Code | Erkenntnisgewinnung: Code entschlüsseln | Code-Sonne, Punktmutationen, DNA-Decoder |
| 5 | Genmutationen und ihre Folgen | Mutationstypen bestimmen | Humangenetik und Krankheiten, Punktmutationen, DNA-Decoder |
| 6 | Vom Gen zum Merkmal – Sichelzellanämie | Ebenen verknüpfen | Sichelzellanämie, Humangenetik und Krankheiten, DNA-Decoder |
| 7 | Genregulation – lac-Operon und Epigenetik | Modelle und Studien beurteilen | Molekulargenetik, Epigenetik, Epigenetische Vererbung |
| 8 | DNA-Reparatur und Abschluss der Reihe | Vernetzen und Sichern | Reparatur der DNA, UV-Strahlung und DNA, Xeroderma pigmentosum |
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: DNA – Struktur und semikonservative Replikation
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- beschreiben die Doppelhelix mit antiparallelen Strängen und ihren 5′- und 3′-Enden,
- werten das Meselson-Stahl-Experiment aus und leiten die Vorhersagen der drei Modelle ab,
- erklären den Ablauf an der Replikationsgabel mit Leit- und Folgestrang,
- wenden die 5′→3′-Regel auf gegebene Stränge an.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Einstieg der Seite „DNA-Replikation“: rund sechs Milliarden Basenpaare in wenigen Stunden – wie ist das möglich? | UG | DNA-Replikation |
| Wiederholung | 15 min | Bau der DNA, antiparallele Stränge; komplementären Strang mit Enden angeben. | EA | Wie sieht die DNA aus?: Abb. 1–2, Aufg. 2 |
| Experiment | 25 min | Meselson-Stahl: für das konservative, semikonservative und dispersive Modell Bandenmuster vorhersagen und mit dem Befund vergleichen. | PA | Wie sieht die DNA aus?: Vertiefung „Replikation im Detail und das Meselson-Stahl-Experiment“, Aufg. 5 |
| Erarbeitung | 25 min | Replikationsgabel mit Helikase, Primase, Polymerase und Ligase; Leit- und Folgestrang. | PA | DNA-Replikation: Abb. 1, Aufg. 1, 2 und 4 |
| Sicherung | 10 min | Tafelbild der Replikationsgabel; offene Fragen sammeln. | UG | – |
| Abschluss | 5 min | Überschlagsrechnung: Wie lange bräuchte eine einzige Replikationsgabel? Ansatz notieren. | EA | DNA-Replikation: Aufg. 3 |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgaben 3 und 5 auf DNA-Replikation.
- Basis: Replikationsgabel als Lückenbild; Pfeilkarten für die 5′→3′-Richtung.
- Vertiefung: Vertiefung „Warum gerade 5′→3′ – und warum RNA-Primer?“ auf DNA-Replikation; Mismatch-Reparatur (Vertiefung auf Reparatur der DNA).
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „DNA-Replikation“ und Karteikarten „Wie sieht die DNA aus?“.
Doppelstunde 2: Transkription – vom Gen zur mRNA
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- vergleichen DNA und RNA in Bau, Stabilität und Funktion,
- beschreiben die Transkription in Initiation, Elongation und Termination,
- unterscheiden codogenen und codierenden Strang und leiten die mRNA ab,
- vergleichen Transkription und Replikation.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Problemfrage der Reihe aus dem Einstieg von „Molekulargenetik“: Dieselbe DNA in jeder Zelle – Insulin nur in der Bauchspeicheldrüse? | UG | Molekulargenetik |
| Erarbeitung I | 20 min | DNA und RNA im Vergleich; Ribose und Uracil als Unterschied im Baustein. | PA | DNA und RNA: Tabelle, Abb. 1, Aufg. 1 und 4 |
| Erarbeitung II | 25 min | Ablauf der Transkription in drei Schritten; codogener und codierender Strang. | EA, PA | Transkription: Aufg. 1–2 |
| Vergleich | 15 min | Transkription und Replikation mit eigenen Kriterien vergleichen; mit der Tabelle der Seite abgleichen. | PA | Transkription: Abschnitt „Transkription und Replikation im Vergleich“ |
| Sicherung | 15 min | RNA zu einem gegebenen Strang mit Enden; typische Fehler bei der Leserichtung. | UG | DNA und RNA: Aufg. 2 |
| Abschluss | 5 min | Zwei Fragen aus dem Selbsttest. | EA | Transkription: Selbsttest |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 5 auf Transkription (Fehler der RNA-Polymerase beurteilen).
- Basis: Schablone mit beschrifteten Strängen (3′ und 5′ markiert); Transkription im DNA-Decoder als Animation.
- Vertiefung: „Mehr wissen: Drei RNA-Polymerasen und ein Antibiotikum“ auf Transkription; Vertiefung „Warum hat die DNA Thymin – und was ist die RNA-Welt?“ auf DNA und RNA.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Transkription“ und Karteikarten „DNA und RNA“.
Doppelstunde 3: Prozessierung und Translation
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- erklären die Prozessierung der prä-mRNA mit Kappe, Poly-A-Schwanz und Spleißen,
- erklären, wie Ribosomen und tRNAs bei der Translation eine Aminosäurekette aufbauen,
- beschreiben die Translation in drei Schritten,
- vergleichen die Proteinbiosynthese bei Bakterien und Eukaryoten.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Rechenrätsel: Eine prä-mRNA mit Exons und Introns – warum ist die reife mRNA so viel kürzer? | UG | Transkription: Aufg. 3 |
| Erarbeitung I | 20 min | Prozessierung: Kappe, Poly-A-Schwanz, Spleißen; alternatives Spleißen. | EA | Transkription: Abschnitt „Vertiefung Oberstufe: Von der prä-mRNA zur reifen mRNA“; Molekulargenetik: Vertiefung „Eukaryoten: Die mRNA wird bearbeitet“ |
| Erarbeitung II | 25 min | Translation mit Abb. 1 und den drei RNA-Typen; Legemodell mit mRNA-Streifen, tRNA-Karten und Ribosom-Schablone. | PA, GA | Molekulargenetik: Abschnitt „Schritt 2: Translation“, Abb. 1; DNA und RNA: Abb. 2 |
| Sicherung | 15 min | Translation in drei Schritten; Unterschiede zwischen DNA und mRNA. | UG | Molekulargenetik: Aufg. 1–2 |
| Vergleich | 15 min | Bakterien und Eukaryoten: Warum können bei Bakterien Ribosomen schon während der Transkription binden? | PA | Transkription: Aufg. 4 |
| Abschluss | 5 min | Exit-Ticket: Weg vom Gen zum Protein als Fließschema. | EA | – |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Fließschema der Proteinbiosynthese mit Ort (Zellkern, Zytoplasma) ausarbeiten; Selbsttest auf Molekulargenetik.
- Basis: Legemodell mit vorgegebenen Karten; Animation im DNA-Decoder als Hilfe.
- Vertiefung: Vertiefung „Warum Bakterien keine menschlichen Gene ablesen können“ auf Insulin aus Bakterien (Introns als Problem der Gentechnik).
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Molekulargenetik“.
Doppelstunde 4: Der genetische Code
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- übersetzen Codons mit Code-Sonne und Code-Tabelle sicher,
- wenden Start- und Stoppcodons und das Leseraster an,
- leiten Eigenschaften des Codes ab (Triplett, eindeutig, degeneriert, nahezu universell),
- erläutern, wie Crick und Kollegen auf den Triplett-Code ohne Lücken schlossen.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Eine mRNA-Sequenz steht an der Tafel. Wie lässt sie sich „lesen“? Ideen sammeln. | UG | Code-Sonne: Aufg. 2 |
| Erarbeitung I | 20 min | Code-Sonne lesen Schritt für Schritt; Start- und Stoppcodons. | EA | Code-Sonne: Aufg. 1–3 |
| Experiment | 20 min | Versuche von Crick und Kollegen mit Abb. 1 deuten: Warum Dreiergruppen ohne Lücken? | PA | Punktmutationen: Abb. 1, Aufg. 5 |
| Simulation | 25 min | DNA-Decoder: codierender Strang, Matrizenstrang, mRNA und Aminosäurefolge; Hypothese zur dritten Codonposition entwickeln. | PA | DNA-Decoder: Aufg. 2 und 6 |
| Sicherung | 10 min | Eigenschaften des Codes an der Code-Sonne zeigen. | UG | Code-Sonne: Abschnitt „Eigenschaften des genetischen Codes an der Sonne erkennen“ |
| Abschluss | 5 min | Impuls: Kann ein Bakterium jedes menschliche Protein herstellen, wenn der Code universell ist? | UG | Molekulargenetik: Aufg. 6 |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 6 auf Molekulargenetik beurteilen; Aufgabe 4 auf Code-Sonne.
- Basis: Code-Tabelle statt Code-Sonne; Lesehilfe „innen nach außen“ als Karte.
- Vertiefung: Vertiefung „Amber, Ochre, Opal und die 21. Aminosäure“ auf Code-Sonne; Aufgabe 5 auf Code-Sonne.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Code-Sonne“.
Doppelstunde 5: Genmutationen und ihre Folgen
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- unterscheiden Gen-, Chromosomen- und Genommutationen,
- bestimmen den Mutationstyp (stumm, Missense, Nonsense, Rasterschub) aus Sequenzen mit der Code-Sonne,
- erklären, warum Mutationen an der dritten Codonposition oft stumm sind,
- beurteilen die Aussage, Mutationen seien immer schädlich.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Aussage „Je mehr Basen sich ändern, desto schlimmer sind die Folgen.“ Erste Positionierung. | UG | DNA-Decoder: Aufg. 5 |
| Erarbeitung I | 20 min | Mutationsebenen und Punktmutationen im Überblick. | EA | Humangenetik und Krankheiten: Abschnitte „Drei Ebenen“ und „Punktmutationen“; Punktmutationen: Tabelle |
| Simulation | 25 min | Im HBB-Gen je eine stumme, eine Nonsense- und eine Rasterschubmutation erzeugen und die Folgen notieren. | PA | DNA-Decoder: Aufg. 4 |
| Übung | 20 min | Mutationstyp und Folgen aus mRNA und codogenem Strang bestimmen; Lösungen vergleichen. | EA | Humangenetik und Krankheiten: Aufg. 2; Punktmutationen: Aufg. 2–3 |
| Sicherung | 10 min | Zurück zur Einstiegsaussage: Deletion von drei Basen gegenüber einer Base. | UG | Punktmutationen: Aufg. 6 |
| Abschluss | 5 min | Zwei Fragen aus dem Selbsttest. | EA | Punktmutationen: Selbsttest |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 5 auf Humangenetik und Krankheiten („Mutationen sind immer schlecht für den Menschen“ beurteilen).
- Basis: Schrittfolge „Punktmutation bestimmen“ auf Punktmutationen als Hilfekarte.
- Vertiefung: „Die Leserasterregel: Duchenne oder Becker?“ auf Humangenetik und Krankheiten; „Stumm, aber nicht immer folgenlos“ auf Punktmutationen.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Humangenetik und Krankheiten“ und Karteikarten „Punktmutationen“.
Doppelstunde 6: Vom Gen zum Merkmal – Sichelzellanämie
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- erklären den Weg von der Mutation zum Krankheitsbild auf DNA-, Protein-, Zell- und Organebene,
- analysieren die Sichelzellmutation auf Ebene von DNA, mRNA und Protein,
- erläutern, warum HbA und HbS als kodominant, das Merkmal Sichelzellanämie aber als rezessiv bezeichnet werden,
- erklären den Heterozygotenvorteil in Malariagebieten.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Ein Buchstabe, große Wirkung: Was ist die Sichelzellanämie? Kurzer Überblick. | UG | Sichelzellanämie: Abschnitt „Was ist die Sichelzellanämie?“ |
| Erarbeitung I | 25 min | Von der Basenänderung zum veränderten Protein: Codon 6 im HBB-Gen analysieren; HbA und HbS im Decoder übersetzen. | PA | Humangenetik und Krankheiten: Aufg. 3; DNA-Decoder: Aufg. 3 |
| Sicherung | 10 min | Weg von der Mutation bis zur Schmerzkrise in fünf Schritten. | UG | Sichelzellanämie: Aufg. 1 |
| Erarbeitung II | 25 min | Erbgang mit Kreuzungsschema; Kodominanz auf Proteinebene und Rezessivität auf Merkmalsebene. | PA | Sichelzellanämie: Aufg. 2 und 4; Genotyp und Phänotyp |
| Transfer | 15 min | Heterozygotenvorteil mit Abb. 1 – Brücke zur Populationsgenetik (Populationsgenetik und Evolution). | UG | Sichelzellanämie: Abb. 1, Aufg. 3 |
| Abschluss | 5 min | Ebenenmodell als Merkbild festhalten. | UG | – |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 5 auf Sichelzellanämie (Casgevy als Lösung für die Sichelzellkrankheit weltweit beurteilen).
- Basis: Ebenenmodell als Vorlage (DNA – mRNA – Protein – Zelle – Organ).
- Vertiefung: Vertiefung „Warum gerade Valin?“ auf Sichelzellanämie; Mukoviszidose als zweites Beispiel (Mutationsklassen); Chorea Huntington auf Autosomal-dominante Erbleiden.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Sichelzellanämie“.
Doppelstunde 7: Genregulation – lac-Operon und Epigenetik
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- erklären die Regulation des lac-Operons mit Promotor, Operator und Repressor,
- beschreiben DNA-Methylierung und Histonmodifikation als Mechanismen der Genregulation,
- erläutern gesicherte Beispiele wie Zelldifferenzierung und X-Inaktivierung,
- beurteilen Schlagzeilen über die Vererbung epigenetischer Markierungen.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Zurück zur Leitfrage: gleiche Gene, verschiedene Zellen. | UG | Epigenetik: Abschnitt „Gleiche Gene, verschiedene Zellen“ |
| Erarbeitung I | 25 min | lac-Operon mit Legekarten (Promotor, Operator, Strukturgene, Repressor, Lactose) für die Fälle „ohne Lactose“ und „mit Lactose“. | PA | Molekulargenetik: Vertiefung „Gene an, Gene aus: das lac-Operon“ |
| Erarbeitung II | 25 min | Arbeitsteilig: DNA-Methylierung und Histone (A), X-Inaktivierung am Beispiel der Schildpattkatze (B). | GA | Epigenetik: Aufg. 1–2 |
| Sicherung | 10 min | Weitergabe eines Methylierungsmusters bei der Replikation. | UG | Epigenetik: Aufg. 3 |
| Bewertung | 15 min | Schlagzeile „Der Hunger der Großeltern steckt in den Genen der Enkel“ beurteilen; inter- und transgenerationell unterscheiden. | PA | Epigenetik: Aufg. 5; Epigenetische Vererbung |
| Abschluss | 5 min | Merksatz: Genregulation ändert die Aktivität, nicht die Sequenz. | UG | – |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 4 auf Epigenetik (Daten zum Holländischen Hungerwinter auswerten).
- Basis: Legekarten mit Zustandsbildern; Zuordnungsaufgabe Mechanismus – Wirkung.
- Vertiefung: Epigenetik-Studien (Bisulfit-Methode, Aufgabe 2); Löschwellen der Reprogrammierung auf Epigenetische Vererbung; Vertiefung „Wie Methylierungsmuster kopiert, gesetzt und gelöscht werden“ auf Epigenetik.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Epigenetik“ und Karteikarten „Epigenetische Vererbung“.
Doppelstunde 8: DNA-Reparatur und Abschluss der Reihe
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- nennen Ursachen von DNA-Schäden und unterscheiden Schaden und Mutation,
- beschreiben die Nukleotidexzisionsreparatur,
- erklären die Folgen defekter Reparatur am Beispiel Xeroderma pigmentosum,
- verknüpfen die Inhalte der Reihe in einer Concept Map „Vom Gen zum Merkmal“.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Sonnenbrand und Erbgut: Was macht UV-Strahlung mit der DNA? Vorwissen sammeln. | UG | UV-Strahlung und DNA |
| Erarbeitung I | 20 min | Ursachen von Schäden; Nukleotidexzisionsreparatur mit Abb. 1. | EA | Reparatur der DNA: Abb. 1, Aufg. 1–2 |
| Erarbeitung II | 20 min | Arbeitsteilig: Thymin-Dimere (A) und Xeroderma pigmentosum (B). | PA | UV-Strahlung und DNA: Aufg. 2 (A); Xeroderma pigmentosum: Aufg. 1–2 (B) |
| Austausch | 10 min | Partner erklären sich gegenseitig ihre Ergebnisse. | PA | – |
| Vernetzung | 25 min | Concept Map „Vom Gen zum Merkmal“ mit Replikation, Transkription, Translation, Code, Mutation, Regulation und Reparatur; danach Quiz-Mix im Klausurtrainer. | GA, EA | Klausurtrainer |
| Abschluss | 5 min | Ausblick: von der Reparatur zur Genschere (Gentechnik und Humangenetik). | UG | Reparatur der DNA: Abschnitt „Von der Reparatur zur Genschere“ |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Übungsklausur im Klausurtrainer mit Seiten dieser Reihe.
- Basis: Begriffsliste für die Concept Map; Reparaturablauf als Bildfolge.
- Vertiefung: Aufgaben 4 und 5 auf Reparatur der DNA (NHEJ und homologe Rekombination; erbliche Krebsrisiken); Aufgabe 4 auf Xeroderma pigmentosum (Zellfusion auswerten).
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Reparatur der DNA“ und Karteikarten „Xeroderma pigmentosum“.
Abschluss und Leistungsüberprüfung
Der DNA-Decoder enthält sechs Aufgaben (AFB I–III) mit Bezug zur Sichelzellanämie und eignet sich als Wiederholungsstation vor der Klausur. Für eine Klausur bieten sich materialgestützte Aufgaben an:
- AFB I: Ablauf von Transkription oder Translation beschreiben (Aufgabe 1 auf Transkription, Aufgabe 2 auf Molekulargenetik).
- AFB II: mRNA und Aminosäurefolge aus dem codogenen Strang ermitteln, Mutationstyp bestimmen, Meselson-Stahl-Daten auswerten (Aufgabe 3 auf Code-Sonne, Aufgabe 3 auf Punktmutationen, Aufgabe 5 auf Wie sieht die DNA aus?).
- AFB III: Aussagen zu Mutationen oder Epigenetik beurteilen (Aufgabe 6 auf Punktmutationen, Aufgabe 5 auf Epigenetik).
- Mit dem Operator-Training im Klausurtrainer üben die Lernenden gezielt „erklären“, „erläutern“ und „beurteilen“.
Klausurtrainer (Übungsklausur, Quiz-Mix und Operator-Training mit Aufgaben der jeweiligen Seite): DNA-Replikation · Transkription · Molekulargenetik · Code-Sonne · Punktmutationen · Sichelzellanämie · Epigenetik
Karteikarten zur Wiederholung der Fachbegriffe: DNA-Replikation · Transkription · Molekulargenetik · Code-Sonne · Humangenetik und Krankheiten · Epigenetik
Hinweise zur Durchführung
- Achten Sie durchgehend auf die Angabe der 5′- und 3′-Enden. Die Seiten verwenden die Begriffe codogener (abgelesener) und codierender Strang; der DNA-Decoder spricht vom Matrizenstrang.
- Der DNA-Decoder nennt als Zeitbedarf 20–30 Minuten für Tool und Aufträge plus 15 Minuten für die Aufgaben.
- Für das erhöhte Anforderungsniveau eignen sich die Vertiefungen der Seiten als Zusatzmaterial; für das grundlegende Niveau können die Doppelstunden 7 und 8 gekürzt werden.
Weitere Unterrichtsreihen
Gentechnik und HumangenetikOberstufe · 8 Doppelstunden Populationsgenetik und EvolutionOberstufe · 6 Doppelstunden Zelle, Chromosomen, DNAKlasse 9/10 · 6 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: Molekulargenetik – vom Gen zum Merkmal (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/molekulargenetik-vom-gen-zum-merkmal/ – Logo und Wortmarke sind ausgenommen.