Die Schülerinnen und Schüler lernen den Aufbau der Chromosomen kennen.Sie vollziehen verschiedene Versuchsergebnisse, die zur Festigung der Chromosomentheorie der Vererbung geführt haben, nach. Dabei erkennen sie, dass Gene gekoppelt vorliegen und auf den Chromosomen linear angeordnet sind. Sie verstehen, wie die Trennung der Genkopplung durch Crossingover von Morgans Arbeitsgruppe zur Erstellung der ersten Genkarten verwendet wurde.^

Voraussetzung für diese Unterrichtseinheit sind Grundkenntnisse der Zellbiologie (Mitose, Meiose, Befruchtung usw.). Weiter sind Kenntnisse der Ergebnisse Mendels, also der Vorstellung von Genen als festen Einheiten sowie der Mendel’schen Regeln wichtig. Eine grundlegende Vorstellung über den Bau der Proteine und der Nukleinsäuren ist ebenfalls von Vorteil.

Die Genetik der ersten Hälfte des 20. Jahrhunderts ist voller neuer Erkenntnisse. Allerdings glichen die Forschungsergebnisse zunächst vielen winzigen Puzzlesteinen, die erst noch zu einem klaren Bild zusammengesetzt werden mussten. Ein Nachzeichnen des historischen Weges ist sehr unübersichtlich. Daher wird für den Unterricht der Weg zum molekularen Verständnis der Vererbung linear dargestellt. Trotzdem sollte den Schülerinnen und Schülern vermittelt werden, dass die damaligen Erkenntnisse nur nach und nach gewonnen werden konnten und dass der Weg dahin einem zähen, langen Ringen um jeden kleinen Erkenntnisfortschritt glich.

Durch möglichst abwechslungsreiche Unterrichtsmethoden (z.B. Partner-/Gruppenarbeit, das Züchten und Betrachten von Drosophila) werden die Schülerinnen und Schüler dazu animiert, sich aktiv am Unterricht zu beteiligen. Auch sollen sie anhand entsprechender Aufgaben (Arbeitsblätter) in die Lage versetzt werden, wichtige Erkenntnisse selbstständig nachzuvollziehen, so z.B. die Interpretation der Kreuzungsergebnisse eines X-chromosomal gebundenen Erbgangs bei Drosophila. Die Schülerinnen und Schüler lernen durch das Züchten der Fliegen wissenschaftliches Arbeiten kennen. Dazu gehören auch Sauberkeit und Gründlichkeit sowie die Genauigkeit der Beobachtungen und das schriftliche Festhalten der Ergebnisse. Das Anfertigen einer Fliegen-Zeichnung zeigt den Schülerinnen und Schülern, wie genau und wie aufmerksam man einen Organismus betrachten muss, um sich seine Strukturen einzuprägen.

• Niveau: Sekundarstufe II
• Dauer: 5 Unterrichtsstunden
• Ziele: Die Schülerinnen und Schüler lernen den Aufbau der Chromosomen kennen. Sie vollziehen verschiedene Versuchsergebnisse, die zur Festigung der Chromosomentheorie der Vererbung geführt haben, nach. Dabei erkennen sie, dass Gene gekoppelt vorliegen und auf den Chromosomen linear angeordnet sind. Sie verstehen, wie die Trennung der Genkopplung durch Crossing-over von Morgans Arbeitsgruppe zur Erstellung der ersten Genkarten verwendet wurde.

Materialübersicht:

• M 1 (Ab) Aufbau der Chromosomen
• M 2 (Ab) Chromosomen verändern ihre Struktur
• M 3 (Ab) Die Chromosomentheorie der Vererbung
• M 4 (Ab) Drosophila melanogaster
• M 5 (Ab) Kreuzungsexperimente mit Drosophila
• M 6 (FoVo) X-chromosomal gebundene Vererbung
• M 7 (Ab) Genkopplung
• M 8 (Ab) Chromosomenstückaustausch – Crossing-over
• M 9 (Ab) Genkartierung