Unterrichtsreihe: Vererbung – Mendel und Mensch (Klasse 9/10)
Unterrichtsreihe 3 von 7Alle Unterrichtsreihen
Vom Klostergarten zum Stammbaum: Die Reihe erarbeitet die Mendelschen Regeln mit Kreuzungsschema, Punnett-Quadrat und Simulation und überträgt sie dann auf den Menschen – auf Blutgruppen, X-chromosomale Merkmale, Stammbäume und Erbkrankheiten. Sie setzt die Meiose aus Zellteilung: Mitose und Meiose voraus.
Steckbrief
| Merkmal | Angabe |
|---|---|
| Zielgruppe | Klasse 9/10 (Sekundarstufe I) |
| Umfang | 6 Doppelstunden à 90 Minuten |
| Vorwissen | Chromosomen, homologe Chromosomen, Meiose (siehe Zellteilung: Mitose und Meiose); einfache Bruch- und Prozentrechnung |
| Leitfrage | Nach welchen Regeln werden Merkmale an die nächste Generation weitergegeben – bei Erbsen und bei Menschen? |
| Ausstattung | Tablets oder Laptops (ein Gerät pro Paar) für das Kreuzungslabor; Whiteboard oder Beamer; Klebeband für die Positionslinie in Doppelstunde 6 |
| Lernkontrolle | Übungsklausur im Klausurtrainer, Aufgabenseite Mendel-Aufgaben mit Lösungen, Stammbaumaufgaben auf Stammbaumanalyse: Übungen |
Kompetenzbereiche nach den KMK-Bildungsstandards
- Sachkompetenz: Grundbegriffe (Gen, Allel, Genotyp, Phänotyp) anwenden; die drei Mendelschen Regeln formulieren; Erbgänge beim Menschen unterscheiden.
- Erkenntnisgewinnung: Mendels Vorgehen als wissenschaftliche Methode analysieren; Kreuzungsergebnisse und Simulationsdaten auswerten; Erbgänge in Stammbäumen begründet bestimmen.
- Kommunikation: Kreuzungsschemata, Punnett-Quadrate und Stammbäume fachgerecht darstellen; Schlussfolgerungen mit Personen aus dem Stammbaum begründen.
- Bewertung: Aussagen zu Augenfarbe, Blutgruppen und Vaterschaft beurteilen; Chancen und Grenzen genetischer Tests und Beratung abwägen.
Die Doppelstunden im Überblick
| Nr. | Thema | Schwerpunkt | Zentrale Seiten |
|---|---|---|---|
| 1 | Mendel und die Sprache der Genetik | Fachbegriffe und Methode | Wer war Mendel?, Genetik & Vererbungslehre, Genotyp und Phänotyp |
| 2 | Uniformitäts- und Spaltungsregel | Kreuzungsschema und Punnett-Quadrat | Uniformitätsregel, Spaltungsregel, Punnett-Quadrat erstellen, Kreuzungslabor |
| 3 | Rückkreuzung und Unabhängigkeitsregel | Erkenntnisgewinnung: auf Genotypen schließen | Rückkreuzung, Mendelsche Gesetze, Unabhängigkeitsregel |
| 4 | Vererbung beim Menschen I – Blutgruppen und X-chromosomale Merkmale | Übertragen auf den Menschen | Blutgruppen-Vererbung, Genetische Zusammenhänge, Was bedeutet autosomal? |
| 5 | Stammbaumanalyse | Erkenntnisgewinnung: begründet schließen | Vererbung beim Menschen, Stammbaumanalyse: Übungen |
| 6 | Erbkrankheiten und genetische Beratung | Bewertung | Genetisch bedingte Erkrankungen, Mukoviszidose, Genetische Beratung, 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: Mendel und die Sprache der Genetik
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- beschreiben Mendels Versuchsmethode und begründen, warum die Erbse ein geeignetes Versuchsobjekt war,
- definieren Gen, Allel, Genotyp und Phänotyp und grenzen sie voneinander ab,
- unterscheiden homozygot und heterozygot sowie dominant und rezessiv an Beispielen,
- erklären, warum derselbe Genotyp verschiedene Phänotypen ergeben kann.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Frage aus dem Einstieg der Seite: Warum taucht ein Merkmal manchmal erst bei den Enkeln wieder auf? Hypothesen sammeln. | UG | Genetik & Vererbungslehre |
| Erarbeitung I | 20 min | Mendels Methode in vier Schritten (Abb. 1) und Eigenschaften der Erbse. | PA | Wer war Mendel?: Abb. 1, Aufg. 2 |
| Erarbeitung II | 25 min | Grundbegriffe mit Abb. 1: Begriffsnetz Gen – Genort – Allel – Genotyp – Phänotyp erstellen. | EA, PA | Genetik & Vererbungslehre: Abb. 1 |
| Sicherung | 15 min | Erbsen mit RR, Rr und rr: Phänotyp und Bezeichnung; Unterschied grüne und gelbe Erbse. | UG | Genetik & Vererbungslehre: Aufg. 1–3 |
| Transfer | 15 min | Hortensien gleicher Herkunft blühen blau oder rosa: Genotyp, Umwelt und Reaktionsnorm. | PA | Genotyp und Phänotyp: Aufg. 2 |
| Abschluss | 5 min | Kurze Runde mit den Karteikarten im Testmodus. | EA | Karteikarten „Genetik & Vererbungslehre“ |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 4 auf Genetik & Vererbungslehre (Werden blaue Augen aussterben? beurteilen).
- Basis: Begriffsnetz mit vorgegebenen Pfeilbeschriftungen; Beispielkarten für homozygot und heterozygot.
- Vertiefung: Mendels Erbsenversuche mit Aufgaben 2 und 4 (Mendels Originalzahlen); Vertiefung „Zu schön, um wahr zu sein?“ auf Wer war Mendel?; Abb. 1 und Aufgabe 3 auf Genotyp und Phänotyp.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Genetik & Vererbungslehre“ und Karteikarten „Wer war Mendel?“.
Doppelstunde 2: Uniformitäts- und Spaltungsregel
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- formulieren die Uniformitäts- und die Spaltungsregel und nennen ihre Voraussetzungen,
- stellen Kreuzungen als Kreuzungsschema und Punnett-Quadrat dar,
- unterscheiden das Genotyp-Verhältnis 1 : 2 : 1 vom Phänotyp-Verhältnis 3 : 1,
- erklären, warum beobachtete Zahlen vom erwarteten Verhältnis abweichen.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Gelbe Erbse × grüne Erbse – alle Nachkommen gelb. Wo ist das Grün geblieben? | UG | Uniformitätsregel |
| Erarbeitung I | 20 min | Uniformitätsregel mit Punnett-Quadrat (Abb. 1); Vorgehen nach den vier Schritten. | EA | Uniformitätsregel: Abb. 1; Punnett-Quadrat erstellen |
| Erarbeitung II | 20 min | Spaltungsregel: F1 × F1, Genotyp- und Phänotyp-Verhältnis mit Abb. 1. | PA | Spaltungsregel: Abb. 1, Aufg. 1 |
| Simulation | 20 min | Kreuzungslabor: GG × gg, dann Gg × Gg fünfmal je 10 Nachkommen und einmal 1000 ernten; Klassenergebnisse sammeln. | PA | Kreuzungslabor: Aufg. 1–2 |
| Sicherung | 15 min | Intermediärer Erbgang an der Wunderblume (Abb. 2) und am Löwenmäulchen. | UG | Uniformitätsregel: Abb. 2, Aufg. 3 |
| Abschluss | 5 min | Fehlerliste: Was darf in einem Punnett-Quadrat nicht passieren? | UG | Punnett-Quadrat erstellen: Aufg. 4 |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 2 auf Uniformitätsregel (RR × rr) und Aufgabe 3 auf Spaltungsregel (rosa × rosa).
- Basis: Schrittfolge von Punnett-Quadrat erstellen als Kopiervorlage; Kreuzungslabor nur mit einem Merkmal.
- Vertiefung: Spaltungsverhältnisse mit Aufgabe 3 (Erwartung und Zufall); Chi-Quadrat-Test (Vertiefung und Aufgabe 5 auf Spaltungsregel); Intermediärer Erbgang (Dosis-Modell).
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Uniformitätsregel“ und Karteikarten „Spaltungsregel“.
Doppelstunde 3: Rückkreuzung und Unabhängigkeitsregel
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- erklären Zweck und Ablauf einer Rückkreuzung (Testkreuzung),
- leiten aus Nachkommenzahlen den Genotyp eines Elternteils ab,
- formulieren die Unabhängigkeitsregel und geben die Keimzellen eines doppelt mischerbigen Organismus an,
- erklären das Verhältnis 9 : 3 : 3 : 1 mit einem 4 × 4-Punnett-Quadrat.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Einer gelben Erbse sieht man das Allel für Grün nicht an. Wie findet man es heraus? Ideen sammeln. | UG | Rückkreuzung |
| Erarbeitung I | 20 min | Rückkreuzung mit Kreuzungsschemata für RR und Rr. | PA | Rückkreuzung: Abb. 1, Aufg. 1; Mendelsche Gesetze: Abb. 2 |
| Übung | 15 min | Genotyp bestimmen: 52 gelbe und 48 grüne Samen; schwarze und braune Kaninchen. | EA | Mendelsche Gesetze: Aufg. 3; Rückkreuzung: Aufg. 2 |
| Erarbeitung II | 25 min | Unabhängigkeitsregel: Keimzellen von GgRr, 4 × 4-Punnett-Quadrat (Abb. 1); im Kreuzungslabor GgRr × GgRr aufstellen. | PA | Unabhängigkeitsregel: Abb. 1; Kreuzungslabor: Aufg. 3 |
| Sicherung | 15 min | Keimzellen bestimmen, Testkreuzung GgRr × ggrr; Grenze der Regel bei gekoppelten Genen (Abb. 2). | UG | Unabhängigkeitsregel: Aufg. 2 und 4, Abb. 2 |
| Abschluss | 5 min | Die drei Regeln im Überblick. | UG | Mendelsche Gesetze: Abb. 1 |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgaben 1, 2 und 4 auf Mendel-Aufgaben mit Lösungen (mit Lösungsweg zur Selbstkontrolle).
- Basis: Rückkreuzung ist Pflicht, die dihybride Kreuzung mit vorbereitetem 4 × 4-Quadrat; Lösungsschema in fünf Schritten von Mendel-Aufgaben mit Lösungen.
- Vertiefung: Dihybrider Erbgang (Gabelschema und Produktregel); Aufgabe 5 auf Unabhängigkeitsregel (Zuchtstrategie entwickeln); Genkopplung.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Mendelsche Gesetze“ und Karteikarten „Rückkreuzung“.
Doppelstunde 4: Vererbung beim Menschen I – Blutgruppen und X-chromosomale Merkmale
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- ermitteln mögliche Blutgruppen von Kindern aus den Genotypen der Eltern (multiple Allelie, Kodominanz),
- unterscheiden dominant-rezessive, intermediäre und kodominante Erbgänge,
- begründen, warum X-chromosomal-rezessive Merkmale bei Männern häufiger auftreten,
- beurteilen, was Blutgruppen und Augenfarbe über eine Elternschaft aussagen können.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Was erbt man vom Vater, was von der Mutter? Verbreitete Behauptungen sammeln und mit dem Faktencheck der Seite vergleichen. | UG | Was erbt man vom Vater, was von der Mutter?: Abschnitt „Mythen im Faktencheck“ |
| Erarbeitung I | 25 min | AB0-System: ein Gen, drei Allele. Tabelle Genotypen und Blutgruppen; Kinder der Eltern AB × B0. | PA | Blutgruppen-Vererbung: Aufg. 1–2 |
| Sicherung | 10 min | Mutter AB, Vater 0; Kind 0 und Mutter A: Welche Blutgruppe kann der Vater haben? | UG | Genetische Zusammenhänge: Aufg. 2–3 |
| Erarbeitung II | 25 min | X-chromosomale Vererbung am Beispiel der Rot-Grün-Schwäche; Autosomen und Gonosomen. | PA | Genetische Zusammenhänge: Abschnitt „X-chromosomale Vererbung“, Aufg. 4; Was bedeutet autosomal?: Abb. 1 |
| Bewertung | 15 min | Zwei Aussagen beurteilen: Vater AB, Kind 0 – sicher ausgeschlossen? Zwei blauäugige Eltern, braunäugiges Kind? | GA | Blutgruppen-Vererbung: Aufg. 4; Augenfarbe: Aufg. 4 |
| Abschluss | 5 min | Zwei Fragen aus dem Selbsttest. | EA | Blutgruppen-Vererbung: Selbsttest |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 2 auf Was erbt man vom Vater, was von der Mutter? (Warum sind zwei Schwestern auf dem väterlichen X-Chromosom identisch?).
- Basis: Blutgruppentabelle als Hilfe; Kreuzungsschema mit vorgegebenen Keimzellen.
- Vertiefung: Vertiefung „der Bombay-Phänotyp“ auf Blutgruppen-Vererbung; Augenfarbe (viele Gene, eine Augenfarbe); Vertiefung „X-chromosomal genauer: Hemizygotie, X-Inaktivierung und eine Rechnung“ auf Genetische Zusammenhänge.
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Blutgruppen-Vererbung“ und Karteikarten „Genetische Zusammenhänge“.
Doppelstunde 5: Stammbaumanalyse
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- lesen und zeichnen Stammbäume mit den international üblichen Symbolen,
- nennen Kennzeichen autosomal-dominanter, autosomal-rezessiver und X-chromosomal-rezessiver Erbgänge,
- bestimmen den Erbgang in einem Stammbaum und begründen ihn mit Personen aus dem Stammbaum,
- geben Genotypen an und berechnen Wahrscheinlichkeiten für Nachkommen.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Symbole klären und einen Stammbaum für eine erfundene Familie zeichnen. | EA | Vererbung beim Menschen: Abschnitt „Die Symbole“ |
| Erarbeitung | 20 min | Kennzeichen der drei Erbgänge; Lösungsschema in fünf Schritten. | PA | Vererbung beim Menschen: Abschnitt „Drei Erbgänge erkennen“; Stammbaumanalyse: Übungen: Lösungsschema |
| Übung I | 25 min | Familie A und Familie B: Erbgang bestimmen, Genotypen angeben, Wahrscheinlichkeit berechnen; Lösungen vergleichen. | PA | Vererbung beim Menschen: Aufg. 2–3 |
| Übung II | 20 min | Gestufte Übung nach Wahl: Stammbaum 1, 2 oder 3. | EA | Stammbaumanalyse: Übungen: Aufg. 2–4 |
| Sicherung | 10 min | Sicher, wahrscheinlich oder nicht entscheidbar? Familie C gemeinsam besprechen. | UG | Stammbaumanalyse: Übungen: Abschnitt „Sicher, wahrscheinlich oder nicht entscheidbar?“; Vererbung beim Menschen: Aufg. 5 |
| Abschluss | 5 min | Exit-Ticket: drei Kennzeichen eines X-chromosomal-rezessiven Erbgangs. | EA | Vererbung beim Menschen: Aufg. 1 |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Aufgabe 2 auf Autosomal-rezessiver Erbgang oder Aufgabe 2 auf Autosomal-dominante Erbleiden (Stammbaum analysieren).
- Basis: Kennzeichen-Tabelle als Hilfekarte; zuerst Stammbaum 1; Ausschlussfragen als Checkliste.
- Vertiefung: Vertiefung „Mit Stammbäumen rechnen: die 2/3-Regel“ auf Vererbung beim Menschen; Aufgaben 6–9 auf Stammbaumanalyse: Übungen; Autosomal-rezessiver Erbgang (Verwandtenehen).
- Einfach-Modus und Karteikarten: Lernende mit Leseschwierigkeiten schalten im Seitenkopf den Einfach-Modus ein und lesen zuerst die Kurzfassung „Einfach erklärt“. Fachbegriffe: Karteikarten „Vererbung beim Menschen“ und Karteikarten „Stammbaumanalyse: Übungen“.
Doppelstunde 6: Erbkrankheiten und genetische Beratung
Ziele
Die Schülerinnen und Schüler …
- beschreiben Ursache und Erbgang ausgewählter Erbkrankheiten,
- berechnen Wahrscheinlichkeiten für Kinder in einfachen Familienkonstellationen,
- beschreiben Anlässe und Ablauf einer genetischen Beratung,
- nehmen zu einer Frage der Gendiagnostik begründet Stellung.
| Phase | Zeit | Inhalt / Aktivität | Sozialform | Material |
|---|---|---|---|---|
| Einstieg | 10 min | Ist jede Erbkrankheit angeboren und jede angeborene Krankheit erblich? Kurze Klärung. | UG | Genetisch bedingte Erkrankungen: Abschnitt „Erbkrankheit oder angeborene Krankheit?“ |
| Erarbeitung | 25 min | Gruppenpuzzle mit vier Beispielen: Mukoviszidose, Hämophilie, Chorea Huntington, Trisomie 21. Steckbrief mit Ursache, Erbgang und Häufigkeit. | GA | Genetisch bedingte Erkrankungen |
| Anwendung | 20 min | Wahrscheinlichkeiten für Kinder berechnen: zwei gesunde Eltern mit erkranktem Kind; Vater mit Hämophilie A. | PA | Genetisch bedingte Erkrankungen: Aufg. 2–3; Mukoviszidose: Aufg. 2 |
| Bewertung | 25 min | Ablauf einer genetischen Beratung am Beispiel Kinderwunsch und Mukoviszidose; dann Positionslinie zur Streitfrage 1 der Ethik-Arena „Gentests auf Erbkrankheiten für alle?“ | GA, Plenum | Genetische Beratung; Ethik-Arena: Streitfrage 1, Positionslinie |
| Abschluss | 10 min | Rückblick auf die Reihe und Hinweis auf die Übungsklausur. | UG | Klausurtrainer |
Hausaufgabe und Differenzierung
Hausaufgabe: Übungsklausur im Klausurtrainer oder Aufgabe 5 auf Genetisch bedingte Erkrankungen (Neugeborenen-Screening diskutieren).
- Basis: Steckbrief-Vorlage für das Gruppenpuzzle; Rechenbeispiele mit Punnett-Quadrat statt Formel.
- Vertiefung: Vertiefung „Warum ist der gesunde Bruder mit 2/3 Anlageträger?“ auf Genetische Beratung; Aufgabe 5 auf Mukoviszidose (CFTR-Modulatoren); prädiktiver Gentest 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 „Genetisch bedingte Erkrankungen“ und Karteikarten „Genetische Beratung“.
Abschluss und Leistungsüberprüfung
Das Kreuzungslabor bietet mit den Aufgaben 5 und 6 zwei Beurteilungsaufgaben (AFB III), die sich gut als Abschluss im Plenum eignen. Für eine Klassenarbeit bieten sich an:
- AFB I: die drei Regeln formulieren, Kennzeichen von Erbgängen nennen (Aufgabe 1 auf Mendelsche Gesetze, Aufgabe 1 auf Vererbung beim Menschen).
- AFB II: Kreuzungsschema mit Punnett-Quadrat, Rückkreuzung auswerten, Blutgruppen der Kinder ermitteln, Stammbaum analysieren (Aufgaben 2–5 auf Mendel-Aufgaben mit Lösungen, Aufgabe 2 auf Blutgruppen-Vererbung, Aufgabe 2 auf Vererbung beim Menschen).
- AFB III: Aussagen zu Wahrscheinlichkeiten oder Vaterschaft beurteilen (Aufgabe 10 auf Mendel-Aufgaben mit Lösungen, Aufgabe 4 auf Blutgruppen-Vererbung).
- Bewertungskompetenz: Positionslinie mit kurzer schriftlicher Begründung, eingeschätzt mit dem Bewertungsraster der Ethik-Arena.
Klausurtrainer (Übungsklausur, Quiz-Mix und Operator-Training mit Aufgaben der jeweiligen Seite): Mendelsche Gesetze · Mendel-Aufgaben mit Lösungen · Rückkreuzung · Blutgruppen-Vererbung · Vererbung beim Menschen · Stammbaumanalyse: Übungen
Karteikarten zur Wiederholung der Fachbegriffe: Genetik & Vererbungslehre · Mendelsche Gesetze · Blutgruppen-Vererbung · Vererbung beim Menschen · Genetisch bedingte Erkrankungen
Hinweise zur Durchführung
- Stammbäume und Erbkrankheiten können Lernende persönlich betreffen. Arbeiten Sie mit erfundenen Familien und verlangen Sie keine Angaben zur eigenen Familie.
- Das Kreuzungslabor nennt als Zeitbedarf 30–45 Minuten für den Einstieg mit einem Merkmal.
- Die Erbsen-Beispiele der Seiten verwenden G/g für die Samenfarbe und R/r für die Samenform; behalten Sie diese Symbole bei, damit die Lösungen passen.
Weitere Unterrichtsreihen
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: Vererbung – Mendel und Mensch (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/vererbung-mendel-mensch/ – Logo und Wortmarke sind ausgenommen.