Grundkurs bi - 1 VERERBUNG

GRUNDLAGEN UND ANWENDUNGSBEREICHE DER KLASSISCHEN UND MOLEKULAREN GENETIK UNTER BERÜCKSICHTIGUNG DES MENSCHEN

Kursziele:

Der Kurs zielt darauf ab, dem Schüler ...

. . . die naturwissenschaftlichen Denk- und Arbeitsverfahren zu

vermitteln, die zur Einsicht in das Vererbungsgeschehen geführt haben. Dabei werden die Mechanismen der Informationsspeicherung, -Übertragung, -Veränderung und ihre stoffliche Grundlage erarbeitet.

. . . ein Verständnis der Abhängigkeit der körperlichen und geistigen Entwicklung des Individuums von Anlagen und Umwelt zu ermöglichen.

... die wesentlichen Anwendungsbereiche der Genetik aufzuzeigen.

. . . die Rolle des Individuums als Glied einer Generationskette

zu verdeutlichen. Er erkennt damit die Bedeutung einer genetischen Familienberatung und -planung.

... die Grundvorgänge der Fortpflanzung und Entwicklung des Menschen unter genetischen Gesichtspunkten aufzuzeigen.

1. Überblick über die cytogenetischen Grundvorgänge der Fortpflanzung des Menschen

Inhalte:

- Mitose, Meiose (Oogenese, Spermatogenese), Befruchtung

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2. Vertiefte Kenntnis der Vererbungsgesetzmäßigkeiten der klassischen Genetik und Überblick über ihre Anwendungsmöglichkeiten

Inhalte:

- Ableitung der Vererbungsregeln aus statistischem Material

- Chromosomentheorie der Vererbung: Kopplung von Genen und Rekombination, Lokalisation von Genen (Chromosomenkarten)

- Vererbung des Geschlechts, Intersexualität, Ausbildung von Merkmalen durch Polygenie und Polyphänie

- Einflüsse der Umwelt auf die Merkmalsausbildung (Modifikabilität)

- Anwendung der Mendelregeln auf den Menschen und auf die Tier-und Pflanzenzüchtung (Tier- und Pflanzenzüchtung, genetische Familienplanung und -beratung, Frühdiagnose von Erbkrankheiten)

- Mutabilität des Erbgutes, Mutationstypen, spontane und induzierte Mutationen, Gefährdung des Menschen durch Umweltmutagene

- Verschränkung von Umwelt- und Erbfaktoren, Forschungsansätze zum Thema der Vererbung geistiger Fähigkeiten

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3. Einblick in die molekularen Grundlagen der Genetik Inhalte:

- Elektronenmikroskopischer Bau der Zelle

- DNA als Träger der Erbinformation (Aufbau der Nukleinsäuren, identische Reduplikation)

- Molekulare Grundlagen der Merkmalsausbildung (Proteinbiosynthese, genetischer Code, ein Gen-ein Enzym-Hypothese, Genregulation, Totipotenzproblem)

- Veränderungen und Störungen bei der Merkmalsausbildung, Entstehung von Mutationen und ihre Auswirkungen

- Zukunftsaspekte der Genetik

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4. Einblick in die Prozesse der menschlichen Individualentwicklung Inhalte:

- Embryonalentwicklung, Fetalentwicklung, Altern, Tod

- Genetische Grundlagen der Entwicklung, Determination, differentielle Genaktivtät

Didaktische Hinweise:

Ein Grudanliegen der Biologie ist es, mit Hilfe der Molekularbiologie grundlegende Phänomene des Lebens zu erklären; so liegt der Schwerpunkt genetischer Forschung heute im Bereich der Molekulargenetik. Befunde der Cyto- und Molekulargenetik bestätigen u.a. die Richtigkeit der Vererbungsregeln (klassische Genetik) und erklären wichtige Zusammenhänge. Da im Grundkurs die zur Verfügung stehende Zeit stark begrenzt ist, muss der stoffliche Umfang bei. Einhaltung einer sachlogischen Struktur beschränkt werden. Deshalb wurde das Gebiet der Fortpflanzung auf die cytogenetischen Grundlagen des Menschen begrenzt, während die über die Stoffe der Mittelstufe hinausgehenden Probleme der Fortpflanzung im Kurs Verhalten unterzubringen sind. Ebenso kann die Entwicklung mit ihren genetischen Aspekten nur am Beispiel der menschlichen Ontogenese dargestellt werden. In der Genetik lassen sich im inhaltlichen Bereich zeitliche .Einsparungen dadurch erreichen, dass man nach Erarbeitung der Mendelschen Regeln und der Chromosomentheorie der Vererbung schwerpunktmäßig deren Anwendung in Züchtung und Stammbaumforschung behandelt. Die molekulare Genetik hat im Grundkurs zur Aufgabe, die im Bereich der klassischen Genetik gefundenen Phänomene auf molekularer Ebene verständlich zu machen. Dazu ist es ausreichend, ausgehend vom Aufbau der DNA den Reduplikationsmechanismus zu erarbeiten, grundlegende Kenntnisse im genetischen Code, zur Proteinbiosynthese und ihrer Regulation zu vermitteln sowie DNA-Veränderungen, Übertragungsfehler und Fehlsteuerungen zu betrachten. Bei der Bearbeitung dieser Zusammenhänge sollte die chemische Betrachtungsweise einer modellhafteren Platz machen.

Im Grundkurs bleibt wenig Zeit für experimentelle Untersuchungen, so dass die empirischen Verfahren der Genetik und die historischen Schlüsselexperimente im wesentlichen über Arbeitsbögen mit Versuchsschilderungen und -ergebnissen. Filme und Diapositive veranschaulicht werden können. Der Kurs kann abgeschlossen werden mit einer knappen Darstellung von Zukunftsaspekten der Genetik.