Niveaukonkretisierung Klasse 10

1. Bezug zu den Bildungsstandards

Kompetenzerwerb in den Naturwissenschaften

Die Schülerinnen und Schüler können:

• Modelle zur Erklärung von Sachverhalten anwenden ...

Bildungsstandards Biologie

Grundprinzipien: Reproduktion

 Die Schülerinnen und Schüler können

• den Aufbau der DNA mit einem einfachen Modell beschreiben und verstehen damit, dass die Erbinformation auf der Basensequenz beruht. Sie wissen, dass diese Sequenz in spezifische Proteine übersetzt wird.
• ... die Bedeutung der Proteine als Wirk- und Bausubstanzen im Organismus erklären.

Dieses Beispiel beschreibt das erwartete Niveau bei Einführung der DNA als Molekül, das die Erbinformation codiert. Es weist auch auf die Bedeutung von Modellen hin, die es ermöglichen die komplexen molekularen Prozesse der Reproduktion ohne chemische Kenntnisse und Formeln verständlich zu machen. Die Schülerinnen und Schüler erfahren, dass die primären Genprodukte Proteine sind und lernen deren Wirkungsweise in der Zelle modellhaft verstehen (Schlüssel-Schloss-Modell). Der Vorgang der Proteinbiosynthese ist somit nicht Thema dieser Klassenstufe!

2. Umsetzung

Problemstellung

A         
Die Schülerinnen und Schüler wissen, dass die DNA ein doppelsträngiges großes Molekül ist. Sie können die 4 Basen nennen und wissen, dass über deren Abfolge die Erbinformation codiert ist. Sie kennen Proteine als Stoffe, die Bau- und Funktion eines jeden Organismus bestimmen. Sie können den Begriff Gen als Abschnitt auf der DNA beschreiben, der für die Herstellung eines Proteins verantwortlich und damit an der Ausprägung eines Merkmals beteiligt ist.
B         
Die Schülerinnen und Schüler können darüber hinaus den Aufbau der DNA-Helix  an Hand eines vorgegebenen Modells erläutern. Sie können erklären, dass in der Reihenfolge der Basen die Erbinformation verschlüsselt ist und dieser Code die Form der Proteinmoleküle festlegt. Sie wissen, dass die Proteine mit ihren unterschiedlichen Funktionen die Merkmale eines Organismus bedingen (s. Abbildung). Sie wissen, dass die DNA bei der Zellteilung verdoppelt werden muss und dass ein "Schlüssel-Schloss-Mechanismus" die Grundlage für den Verdopplungsvorgang bildet.
C
Die Schülerinnen und Schüler können darüber hinaus den Aufbau der DNA-Helix ohne Hilfen erläutern. Sie kennen die verschiedenen Funktionen der Proteine (s. Abbildung), deren Zusammenwirken verstehen sie als Grundlage für die Ausprägung eines bestimmten Merkmals. Damit können sie den Zusammenhang zwischen der Abfolge der Basen in der DNA und dem spezifischen Merkmal eines Organismus erklären. Sie können Hypothesen aufstellen, welche Folgen Veränderungen der DNA (z.B. der Basenfolge) haben können.

Abbildungen mit freundlicher Genehmigung aus ZEUS Genetik S. 28 und S.30 und BIOS S. 22

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