Tier- und Pflanzenzucht (German PDF)

Tier- und Pflanzenzucht 1 Ferkel (Deutsche Landrasse) Die Deutsche Landrasse wurde beson- ders für einen hohen Fleischertrag ge- züchtet. Sie hat sogar zwei Rippen mehr als ältere Schweinerassen. Züchtung. Seit Tausenden von Jahren halten Menschen Nutztiere und bauen Nutzpflanzen an. Ebenso...

Tier- und Pflanzenzucht 1 Ferkel (Deutsche Landrasse) Die Deutsche Landrasse wurde beson- ders für einen hohen Fleischertrag ge- züchtet. Sie hat sogar zwei Rippen mehr als ältere Schweinerassen. Züchtung. Seit Tausenden von Jahren halten Menschen Nutztiere und bauen Nutzpflanzen an. Ebenso lange beein- flussen sie die Fortpflanzung der Tiere und Pflanzen, um deren Merkmale zu verbessern. Wir sprechen von Züch- tung. Als Ergebnis von Züchtungen ent- standen im Lauf der Zeit unzählige Haustierrassen und Pflanzensorten. Aufgrund ihrer gemeinsamen Abstam- 1s mung gleichen sich die Tiere einer Rasse bzw. die Pflanzen einer Sorte weitgehend in typischen Merkmalen. 2 Mutationszüchtungen: rote Grapefruit, Nektarine, Brokkoli 122 123 Angewandte Genetik Mensch und Gesundheit Merkmale. Die Merkmale eines Lebe wesens ordnet man in zwei Gruppen Alle äußerlich sichtbaren Merkmale fasst man als Phänotyp zusammen Als Genotyp hingegen bezeichnet man die Gesamtheit der Erbanlagen des Lebewesens. 25 Zuchtmethoden. Die heutige Vielfalt bei den Nutztieren und Nutzpflanzen ist das Ergebnis verschiedener Zucht. methoden: Man unterscheidet die Au lesezüchtung, die Mutationszüchtung und die Kombinationszüchtung. Auslesezüchtung Bei der ältesten Me thode der Züchtung werden für die Fortpflanzung beispielsweise nur die Schweine ausgewählt, die besonders viel Fleisch ansetzen, oder die Getrei deähren mit einer größeren Zahl von Samenkörnern. Diese Methode nennt man Auslesezüchtung, weil die Züch tung durch Auslese erfolgt das ist ein 40 anderes Wort für Auswahl. Mutationszüchtung. Wie du weißt, sind Mutationen zufällig auftretende Veränderungen der Erbinformation. Si treten unter natürlichen Bedingungen sauf. Bei der Mutationszüchtung hilft man der Natur nach", um viele Mutati onen zu erzeugen. 2 So setzt man Nutzpflanzen energiereicher Strahlung aus, zum Beispiel UV-Licht oder Rönt so genstrahlung. Auch eine ganze Reihe von Chemikalien können Mutationen auslösen. In der Tierzucht wendet man diese Zuchtmethode wegen der größeren Golden Delicious Cripps Pink Lady Williams 3 Neue Apfelsorte durch Kreuzung Häufigkeit von tödlich verlaufenden Mutationen kaum an. Kombinationszüchtung. Wenn man verschiedene Tierrassen oder Pflanzen sorten miteinander vereint, entsteht eine neue Rasse oder Sorte. Bei dieser Kreuzung kombiniert man zum Beispiel gezielt die Merkmale einer Pflanzen- sorte mit den Merkmalen einer ande- ren. Aus der schmackhaften Apfelsorte Golden Delicious" und der lange la- gerfähigen Sorte „Lady Williams" ent- stand die neue Sorte „Cripps Pink", die beide Eigenschaften vereint. - 3 Bei Milchrindern sind beispielsweise die Milchmenge, die Fruchtbarkeit oder bestimmte Milchinhaltsstoffe beson- ders wichtig. Durch die Kombination von Rinderrassen ist es beispielsweise gelungen, bei Holstein-Rindern eine durchschnittliche Milchleistung von 25 Litern pro Tag zu erzielen. 4 Bei Fleischrindern geht es dagegen um einen möglichst hohen Fleischertrag. Züchtung hat Grenzen. Bei manchen Züchtungen stehen nicht der Nutzen 4 Rinderrasse Holstein für den Menschen, sondern bestimmte Schönheitsvorstellungen im Vorder- grund. In vielen Fällen leiden dann die Tiere unter den Eigenschaften, die ihnen angezüchtet" wurden. Nackt- katzen fehlen beispielsweise die für die Orientierung wichtigen Tasthaare. Sie frieren schnell und bekommen rasch einen Sonnenbrand. 5 Die heutige Vielfalt an Rassen und Sorten bei Haustieren und Nutz- pflanzen ist das Ergebnis verschie- dener Zuchtmethoden. Aufgaben 1 Beschreibe das Verfahren der Auslesezüchtung 2 Begründe, warum sich die Muta- tionszüchtung nicht für die Tier- zucht eignet. 3 Erkläre, was man in der Gene- tik unter dem Begriff „Kreuzung" versteht. der Genotyp der Phänotyp die Auslesezüchtung die Mutationszüchtung die Kombinations- züchtung 5 Nacktkatzen 12 124 Regeln der Vererbung dominant rezessiv die Mendel'schen Regeln. die Uniformitätsregel die Spaltungsregel 12 Gartenerbse: Blüte, Samen in der Hülse 3 Gregor Mendel (1822-1884) Narbe Seit Tausenden von Jahren bauen Men- schen die Erbse als Nutzpflanze an. Ihre Hülsenfrüchte enthalten mehrere Sa- men. Hülse und Samen können ver- sschiedene Farben und Formen haben. Versuchspflanzen. Der Augustiner- mönch Gregor Mendel untersuchte vor über 150 Jahren, nach welchen Gesetz- mäßigkeiten die Vererbung von Merk- 10 malen abläuft. 3 Als Versuchspflanzen wählte er Gar- tenerbsen. Sie zeigen über viele Gene- rationen hinweg dieselben Merk Mendel nannte diese Erbsen reiret 15 Erbsen sind zudem sehr anspruchis sie wachsen sehr schnell und liefer schon innerhalb eines Jahres viele Nachkommen. Das waren günstige raussetzungen für Mendel, umnad 20 den Regeln der Vererbung zu sucher Staubblätter Fruchtknoten Bestäubung 4 Künstliche Bestäubung 126 Angewandte Genetik Mensch und Gesundheit Staubblätter entfernt. Kreuzungstechnik. Grundlage won Mendels Arbeit waren Kreuzungen zwei Erbsenpflanzen, die sich zun spiel in der Blütenfarbe untersche 25 Dazu entfernte er bei der weißt den Pflanze die Staubblätter, ume Selbstbestäubung zu verhindem nach entnahm er mit einem Pins Pollen von der rot blühenden Pla 30 und übertrug ihn auf die Narbe weißen Blüten. Mendel führte eine künstliche Bestäubung durc → 4 Anschließend wurde die F zum Schutz vor einer Fremdbesti 35 bung mit einer Hülle umschla Dominant und rezessiv. Mendel ent- deckte bei seinen Kreuzungsversuchen, dass die Erbanlage für jedes Merkmal doppelt vorhanden sein muss. Dabei kann eine dominante oder hervortre- tende Erbanlage eine nicht in Erschei- nung tretende oder rezessive Erbanla- ge überdecken. Erste und zweite Mendel'sche Re- gel. Mendel kreuzte eine rot blühende Erbsensorte mit einer weiß blühenden. Aus den Samen zog er neue Pflanzen heran. Alle Pflanzen dieser ersten Toch- tergeneration blühten rot. Die Nach- kommen waren in Bezug auf das Merk- mal Blütenfarbe gleich oder uniform. 5 Erste Mendel'sche Regel (Uniformi- tätsregel): Die Nachkommen reiner- biger Eltern, die sich in einem Merk- mal unterscheiden, sind in der ersten Tochtergeneration gleich. Mendel experimentierte weiter. Er kreuzte nun die rot blühenden Erbsen der ersten Tochtergeneration miteinan- der. Aus den Samen wuchsen in der zweiten Tochtergeneration rot blühen- de und weiß blühende Erbsen im Zah- lenverhältnis 3: 1 heran. 5 Elterngeneration 1. Tochtergeneration 2. Tochtergeneration 1. Tochtergeneration Phänotyp AA aa Genotyp AA Geschlechts zellen A Aa Aa Aa Aa Kreuzungs- quadrat Phänotyp Aa Aa Aa Aa Genotyp Phänotyp Aa Aa Genotyp Aa Aa Geschlechts- zellen AAA Aa Kreuzungs- quadrat Phänotyp AA Aa Aa aa Genotyp Außere Merkmale Erbanlagen dominante Erbanlagen werden mit großen, rezessive mit kleinen Buchstaben bezeich net. Im Kreuzungsquadrat notiert man links die Geschlechtszellen von einer Pflanze und oben die von der anderen. Dann werden die Erbanlagen miteinan der kombiniert. Zwei Pflanzen der 1. Tochtergeneration werden miteinander gekreuzt 5 Kreuzungsschemas: erste und zweite Mendel'sche Regel Aufgaben 1 Nenne Gründe, warum Gregor Mendel gerade die Gartenerbse als Versuchspflanze wählte. Zweite Mendel'sche Regel (Spal- tungsregel): Wenn man Mischlinge der ersten Tochtergeneration mitei- nander kreuzt, so treten in der zwei- ten Tochtergeneration die Merkmale der Eltern in einem bestimmten Zahlenverhältnis auf. 2 Erkläre anhand der Kreuzungs- schemas die erste und die zweite Mendel'sche Regel. 5 127 Vererbung von zwei Merkmalen 1 Erbsensamen-grün oder gelb, runzlig oder glatt Elterngeneration 1. Tochtergeneration 2. Tochtergeneration Phänotyp Genotyp Geschlechts- zellen AaBb (AB) (Ab) AABB aabb Geschlechts- zellen (AB) (ab) xab Kreuzungs- quadrat AB AaBb Phänotyp Genotyp AaBb (AB) (Ab) aBab (ab)(ab AB Ab (aB) ab AB AABB AABB AABB AaBb Kreuzungs- quadrat (Ab) AABb AAbb AaBb Aabb Arsch AaaBB AaBb aaBB aaBb (ab) AaBb Aabb aaBb aabb Phänotypen 9 3 3 1 2 Kreuzungsschema zur dritten Mendel'schen Regel 130 Angewandte Genetik Mensch und Gesundheit Pflanzen unterscheiden sich nicht nur durch die Blütenfarbe. Wie werden zwei verschiedene Merkmale vererbt? Dritte Mendel'sche Regel. Mendel un- stersuchte, wie sich Farbe und Form der Samen vererben. Er kreuzte reinerbige Pflanzen mit gelben, glatten Samen (dominante Merkmale) mit reinerbigen Pflanzen mit grünen, runzligen Samen to (rezessive Merkmale). 2 In der ers- ten Tochtergeneration waren die Sa- men gelb und glatt - wie erwartet. In der zweiten Tochtergeneration zeig te sich ein unerwartetes Ergebnis. Ne- 15 ben den Merkmalskombinationen der Elterngeneration und der ersten Toch- tergeneration fand Mendel auch Pflan zen mit gelben, runzligen und solche mit grünen, glatten Samen. Es traten 20 also neue Merkmalskombinationen auf. Dieses Ergebnis lässt sich damit erklären, dass die Anlagen für die Samenfarbe und die Anlagen für die Samenform unabhängig voneinander 25 vererbt und neu kombiniert werden. Dritte Mendel'sche Regel (Unabhän- gigkeitsregel): Wenn man reinerbige Eltern kreuzt, die sich in zwei Merk- malen unterscheiden, werden in der zweiten Tochtergeneration die Merkmale unabhängig voneinander vererbt und neu kombiniert. Aufgabe 1 Erkläre anhand des Schemas, wie sich zwei Merkmale vererben. - 2 Material A Fruchtfliegen Kreuzt man eine Fruchtfliege mit roten Augen und verküm- merten Flügeln mit einer Fruchtfliege, die braune Augen und eine normale Flügelform hat, entstehen verschiedene Phänotypen. 3 1. Tochtergeneration X 2. Tochtergeneration 3 Vererbung bei Fruchtfliegen 10 Beschreibe die Phänoty- pen der Eltern- und der bei- den Tochtergenerationen. 2 Erkläre, welche Anlagen dominant und welche rezessiv vererbt werden. 3 Erstelle eine Legende zum Erbgang. Benutze die Buchstaben A/a für die Augenfarbe und B/b für die Flügelform. 4 Erstelle ein Kreuzungs- quadrat für die Nachkom- men in der zweiten Tochter- generation. Erbanlagen untersuchen und verandern 1 Werdende Eltern Wer ein Kind bekommt, wünscht sich, dass es gesund geboren wird. Durch die Untersuchung der Erbanlagen lassen sich unter anderem Erbkrankheiten feststellen. Fruchtwasseranalyse. Das ungeborene Kind schwimmt im Fruchtwasser, mit dem die Fruchtblase gefüllt ist. Das Fruchtwasser enthält Körperzellen des Fetus. Zur Analyse wird mit einer Hohl- nadel durch die Fruchtblase Frucht- wasser entnommen. 2 Da es sich Entnahme von Aufbereitung Fruchtwasser Fruchtwasser, enthält Zellen des Kindes 2 Ablauf einer Fruchtwasseranalyse 132 Angewandte Genetik um einen Eingriff in den Körper der Mutter handelt. ist die Fruchtwasser- is entnahme nicht ohne Risiko. Die Zellen des Fetus untersucht man mikroskopisch nach bestimmten Chro mosomenveränderungen und Gende fekten. Sie sind typisch für bestimmte 20 Erbkrankheiten, zum Beispiel Triso- mie 21 (Down-Syndrom). Präimplantationsdiagnostik (PID). Für ungewollt kinderlose Paare bietet eine künstliche Befruchtung die Chance auf 25 Nachwuchs. Nach einer üblichen Me- thode entnimmt man Eizellen aus den Eierstöcken. Die Eizellen werden dann im „Reagenzglas" mit Spermienzellen des Mannes befruchtet. Bevor die da 30 durch entstandenen Embryonen wie- der in die Gebärmutter eingepflanzt (implantiert) werden, können sie auf Anzeichen für Erbkrankheiten und Un- regelmäßigkeiten an den Chromoso- 35 men untersucht werden. Diese geneti sche Untersuchung bezeichnet man als Präimplantationsdiagnostik (PID), das bedeutet so viel wie Untersuchung vor dem Einpflanzen.3 Vermehrung in Zellkultur ④ biochemische Untersuchung ④ DNA-Analyse 4 mikroskopische Untersuchung Karyogramm 40 In Deutschland gilt: Die PID ist nur er- laubt, wenn ein hohes Risiko für eine schwere Erbkrankheit bzw. eine Tot- oder Fehlgeburt besteht. Mithilfe der Fruchtwasseranalyse kann man feststellen, ob das Kind gesund oder beeinträchtigt zur Welt kommen wird. Bei der Präimplanta- tionsdiagnostik untersucht man Em- bryonen vor dem Einpflanzen in die Gebärmutter auf Erbkrankheiten. Embryonenschutzgesetz In Deutschland regelt das Embryonen- schutzgesetz den Umgang mit den Em-3 bryonen, die bei der künstlichen Befruchtung eingesetzt werden. Gentechnik Unter dem Begriff Gen- technik fasst man Verfahren zusam- men, mit denen die Erbanlagen von Lebewesen gezielt verändert werden 60 können. Gentransfer. Hierbei überträgt man nach einer genauen Genanalyse einzel- ne Gene von einem Lebewesen auf ein anderes, dessen Erbanlagen dadurch s verändert werden. Die gentechnische Methode wird vielfach angewendet: Beim Menschen können in bestimm- ten Fällen defekte Gene durch Gen- transfer repariert" und somit die vom Gendefekt ausgelösten Krank- heiten behandelt werden. Wir spre- chen von Gentherapie. Durch Gentransfer werden Lebewe- sen gezielt mit neuen Eigenschaften ausgestattet. So stellen gentechnisch Nach Hormonbehandlung reifen mehrere Eizellen im Mutterleib heran. 00000 die Gentechnik der Gentransfer 2 Befruchtung im Reagenz- Stimme Spermien- zelle DNA wird isoliert und auf Mutationen untersucht. keine Mutation + 1 Mutation Eine Zelle wird entnommen. Eizelle Embryo 133 Embryo wird in Gebärmutter eingepflanzt. Embryo wird nicht in Gebärmutter eingepflanzt. Ablauf einer Präimplantationsdiagnostik veränderte Bakterien Wirkstoffe her, die als Impfstoffe oder in unter- schiedlichen Medikamenten Verwern- dung finden. Diese Medikamente O werden heute bei Krankheiten wie Diabetes oder der Bluterkrankheit eingesetzt. Sie helfen auch bei einem Herzinfarkt oder bei Infektionser- krankungen. Außerdem unterstützen sie die Krebstherapie. Durch gentechnische Methoden, zum Beispiel den Gentransfer, kann man Erbanlagen gezielt verändern. Aufgaben 1 Beschreibe das Verfahren der Fruchtwasseranalyse. 2 2 Erkläre den Begriff Präimplantati- onsdiagnostik. 140 Angewandte Genetik 80 Zusammenfassung Tier- und Pflanzenzucht. Verschiedene Züch- tungsmethoden werden angewendet: Auslesezüchtung: Es werden für die Fortpflan- zung nur Lebewesen ausgewählt, die für den Menschen nützliche Merkmale zeigen.-1 Mutationszüchtung: Es werden Lebewesen gezielt vermehrt, deren Erbinformation durch Mutationen verändert wurde. 1 Aus Wildkohl gezüchtete Kohlsorten Kombinationszüchtung. Sie ist eine weitere Züchtungsmethode: Mehrere Tierrassen oder Pflanzensorten werden miteinander gekreuzt und ihre Merkmale kombiniert. Regeln der Vererbung-Vererbung von zwei Merkmalen Gregor Mendel erkannte durch Kreuzungsversuche an Erbsen: Erbanlagen untersuchen und verändern. Frucht- wasseranalyse und Präimplantationsdiagnostik (PID) helfen werdenden Eltern, in Risikofällen oder beim begründeten Verdacht einer Erbkrank- heit eine Entscheidung über das weitere Vorge- hen zu treffen. Mithilfe der Gentechnik lassen sich Erbinforma- tionen im Rahmen eines Gentransfers von einem Lebewesen auf ein anderes übertragen. Voraus- setzung ist jedoch eine genaue Untersuchung der Chromosomen durch eine Genanalyse. Angewandte Genetik Mensch und Gesundheit Elterngeneration 1. Tochtergeneration ♡ AA AA Aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa Aaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa aa 00 ♡ Phänotyp Genotyp Geschlechtszellen Kreuzungsquadrat Phänotyp Aa Aa Aa Aa Genotyp Teste dich! (Lösungen auf Seite 250 f.) Tier- und Pflanzenzucht 10 Die heutige Vielfalt an Nutztieren und Nutz- pflanzen ist das Ergebnis von Zuchtmethoden. Beschreibe an einem Beispiel die Methode der Auslesezüchtung. 2 Unterscheide die Mutationszüchtung von der Kombinationszüchtung. Regeln der Vererbung - Vererbung von zwei Merkmalen 5 Bevor bei der künstlichen Befruchtung die Em- bryonen in die Gebärmutter eingepflanzt wer- den, kann man sie gentechnisch untersuchen. a O Nenne die Untersuchungsmethode. -4 b Beschreibe die Untersuchungsmethode. c Die Durchführung der Untersuchung wird von einem Gesetz geregelt. Nenne es. Spermien zelle Mehrere Eizellen reifen im Mutterleib heran. (2) Befruchtung im Reagenzglas Eine Zelle wird dem Embryo entnommen. ↓ 4 DNA wird isoliert und auf Mutationen untersucht. keine Mutation Mutation a del Gesetzmäßigkeiten der Vererbung. Das Bild gehört zu einer Mendel'schen Regel. - 3 Gib die passende Regel an. 3 Bei Kreuzungsversuchen fand Gregor Men- Eizelle Embryo Embryo wird in Gebärmutter eingepflanzt. Embryo wird nicht in Gebärmutter eingepflanzt. 2 Erste Mendel'sche Regel Erste Mendel'sche Regel (Uniformitätsregel): Nachkommen reinerbiger Eltern, die sich in ei nem Merkmal unterscheiden, sind gleich. 2 Zweite Mendel'sche Regel (Spaltungsregel): Wenn man die erste Tochtergeneration unterei nander kreuzt, treten die Nachkommen im Zah lenverhältnis 3: 1 auf. Dritte Mendel'sche Regel (Unabhängigkeitsre gel): Wenn man Lebewesen kreuzt, die sich in zwei Merkmalen unterscheiden, werden die Merkmale neu kombiniert. Stammbaumanalyse. Die Auswertung von Familienstammbäumen kann dazu beitragen, das Risiko genetisch bedingter Krankheiten ab- zuschätzen. Gentechnik in der Diskussion. Die Gentechnik wird uns in Zukunft neue Möglichkeiten eröff nen, beispielsweise in der Landwirtschaft, im Umweltschutz und bei der Feststellung von Erb- krankheiten. Wie alle weitreichenden Technolo- gien birgt die Gentechnik aber auch Risiken. b Erkläre die Regel anhand des Bildes. 3 2. Tochtergeneration 1. Tochtergeneration 4 Untersuchung von Embryonen A Aa Aa A 6 Murat und Ebru haben Naturlocken. a Wird das Merkmal „Naturlocken" domi- nant oder rezessiv vererbt? Anneliese Ahmet ♡ Verhältnis 3:1 Begründe deine Wahl. 5 Peter Elif Susan Carr AA Aa Aa aa b Nenne alle Personen, von denen die beiden die Locken geerbt ha- ben könnten. Begründe deine Ant- wort. Umut Hans Murat Ebru 5 Stammbaum von Murat und Ebru Erbanlagen untersuchen und verändern - Stammbaumanalyse 4 Beschreibe das Verfahren der Fruchtwasser- analyse in fünf Schritten. 141 Gentechnik in der Diskussion 1 Leuchtende Maus mit dem Gen einer Qualie Gentechnisch veränderte Mäuse leuch- ten im Dienste der Genforschung. Die Wissenschaft erhofft sich dadurch Ein- blicke in die Ursachen für Krebs und Hautkrankheiten. Anwendungen der Gentechnik Gen- technisch veränderte Lebewesen wer- den in der Medizin, in der Industrie, in der Umwelttechnik und vor allem als Grüne Gentechnik" in der Landwirt- schaft eingesetzt. Nutzpflanzen können auf diese Weise unempfindlich gegenüber Unkrautvernichtungsmit- teln gemacht oder vor Schadinsekten 15 geschützt werden. Dadurch lässt sich zum Vorteil der Umwelt der Einsatz von Pflanzenschutzmitteln deutlich verringern. Die Grüne Gentechnik kann somit ein wirksames Mittel gegen den weltweit wachsenden Hunger sein, da durch ihren Einsatz größere Erträge möglich werden. Umstrittene Technik. Gegner der Gen technik weisen darauf hin, dass die Fol- gen für die Umwelt und die Menschen oft nicht abgeschätzt werden können. Insbesondere zu den gesundheitlichen Auswirkungen eines längerfristigen Verzehrs von gentechnisch veränderten 10 Pflanzen gibt es noch keine unabhängi gen Untersuchungen. Herstellung von Medikamenten, 2. 8. Insulin nachwachsende Rohstoffe in der Chemie im Umweltschutz in der Medizin Anwendungen der Gentechnik Pflanzenschutz Abwasserreinigung in der Landwirtschaft og von Herstellung v Impfstoffen Gentherapie Präimplantations- diagnostik und Fruchtwasseranalyse 2 Anwendungsbereiche der Gentechnik Angewandte Genetik Mensch und Gesundheit Tierzucht Pflanzenzucht Lebensmittel- produktion Auch könnten gentechnisch veränderte Lebewesen unkontrolliert freigesetzt werden und ihre Erbinformationen auf Wildarten übertragen - mit unabseh- baren Folgen zum Beispiel für die Ar- tenvielfalt der Pflanzen- und Tierwelt. Wie jede Technologie ist auch die Gentechnik nicht frei von Risiken. Diese gilt es zu erkennen, zu disku- tieren und verantwortlich darauf zu reagieren. Aufgabe 10 Fasse die Anwendungsbereiche der Gentechnik zusammen. 2 Material A Gentechnik - Pro und Kontra Das Thema Gentechnik wird seit Jahrzehnten sehr strittig diskutiert. Man muss zunächst gut informiert sein, bevor man sich selbst eine Meinung bilden kann. Dabei ist es wichtig, die Argumente von Befürwortern und Gegnern auf grundsätzli- Profi Wissenschaftlerin/Wissenschaftler che Fragen zu kennen, zum Beispiel: „Brauchen wir die Gentech- nik, un den Hunger zu be- kämpfen?" „Sind gentechnisch veränder- te Lebewesen sicher?" 1 Informiert euch auf den Seiten 32-33 über den schrittweisen Ablauf einer Die Gentechnik bietet Chancen: Das lässt sich nicht weg- diskutieren. Immun- und Krebserkrankungen können in der Zukunft durch Gentechnik geheilt werden. Kriminelle kann man zweifelsfrei mittels der Genanalyse identifizie ren. Und der Umwelt kommt es zugute, wenn durch die Gentechnik weniger Dünger in der Landwirtschaft benö- tigt wird. Landwirtin/Landwirt Die Züchtung neuer Pflanzen- und Tiersorten ist für die Landwirtschaft besonders wichtig. Wir können das Land nur dann sicher mit Lebens- und Futtermitteln versorgen, wenn unsere Pflanzen und Tiere an den Standort und das sich wandelnde Klima angepasst sind sowie Schädlingen und Krankheiten besser widerstehen können. Verbraucherin/Verbraucher Wir hoffen sehr, dass Reinigungsmittel oder Verpackungs- materialien bald biologisch abbaubar werden. Hier kann die Gentechnik einen Riesenbeitrag leisten, damit der Mensch seine Umwelt in geringerem Maße schädigt. Eltern Wir haben zwar grundsätzliche Bedenken gegen die Ver- änderung des Erbmaterials von Lebewesen. Uns fällt es aber schwer, gegen Gentechnik zu sein. Gerade wenn wir an kranke Menschen denken, die durch gentechnisch her- gestellte Medikamente behandelt werden können. 3 Rollenkarten für die Pro-und-Kontra-Debatte Kontra die Grüne Gentechnik Pro-und-Kontra-Debatte. Führt eine Pro-und-Kontra- Debatte zum Thema Chan- cen und Risiken der Gen- technik. Die Rollenkarten, das Schulbuch, aber auch das Internet können euch helfen, eure Position zu un- terstützen. 3 Überzeugt eure Mitschüle- rinnen und Mitschüler. Umweltaktivistin/Umweltaktivist Gentechnisch veränderte Nutzpflanzen könnten sich in der Natur ausbreiten und ihre Eigenschaften auf wilde Verwandte übertragen-mit unerforschten Folgen für die Umwelt. Diese Wildpflanzen könnten dann Unkrautver nichtungsmitteln standhalten. Dann müsste man weite- re Mittel einsetzen, was negative Auswirkungen auf nütz- liche Insekten und die Artenvielfalt im Boden hätte. Landwirtin/Landwirt Wir geraten zunehmend in eine Abhängigkeit. Wir dürfen dern müssen jährlich aufs Neue teures Saatgut kaufen. die eigene Ernte nicht zur Wiederaussaat benutzen, son Außerdem hat sich schon in Entwicklungsländern ge- zeigt, dass durch die Grüne Gentechnik keine nachhaltige Einkommenssteigerung erreicht werden konnte. Verbraucherschützerin/Verbraucherschützer Wir fordern umfangreiche Sicherheitsprüfungen. Neuarti- ge gentechnisch veränderte Produkte werden vor der Zu- lassung auf Ihre Unbedenklichkeit für Mensch, Tier und Umwelt überprüft, doch viele Wissenschaftler bezeich- nen die heutigen Vorschriften als nicht ausreichend. Eltern Können wir wirklich sicher sein, dass gentechnisch ver- änderte Futtermittel sich nicht auf Milch, Fleisch und Eier der Tiere auswirken? Ist es möglich, dass Resistenzen auf den Menschen übertragen oder Allergien dadurch ausge löst werden? Könnten harmlose Lebensmittel plötzlich zu einer Gefahr für Allergiker werden? Stammbaumanalyse die Humangenetik die Stammbaumanalyse 1 Vererbbares Merkmal Sommersprossen Lisa, ihre Mutter und ihre Großmutter haben als Einzige in der Familie Som- mersprossen. Wie werden bestimmte Merkmale in einer Familie vererbt? Stammbaumanalyse. Bei Pflanzen und Tieren kann man mit Kreuzungsversu- chen herausfinden, wie ein bestimmtes Merkmal vererbt wird. In der Humangenetik untersucht man 10 die Vererbung beim Menschen. Kreu- zungsversuche sind hier aus ethischen Gründen nicht möglich. Außerdem wä- re eine Auswertung schwierig durch Großeltern Eltern Lisa Frau Merkmalsträgerin Aa P Mann Merkmalsträger (Sommersprossen) 2 Vererbung des dominanten Merkmals Sommersprossen AA/Aa AA/Aa 5 Merkmalsträger „Form der Ohrläppchen in der Ausprägung angewachsen" 7 Aa Aa die geringe Anzahl der Nachkommen 15 und die lange Zeit bis zum Heranwach- sen einer neuen Generation. Stattdes- sen nutzt man in der Humangenetik unter anderem die Stammbaumanaly- se, bei der das Auftreten eines be- 20 stimmten Merkmals in einer Familie Generation für Generation erfasst wird Sommersprossen werden beispielswei- se dominant vererbt. Damit hat ein Kind eine Chance von 50%, selbst Trä- > ger der kleinen Pünktchen zu sein. Informationen darstellen und auswer- ten. In einem Kreuzungsschema wer- den zuerst alle Informationen über ein Merkmal einschließlich der Verwandt- 30 schaftsverhältnisse mit bestimmten Symbolen dargestellt. Dazu ordnet man alle Generationen zeilenweise un- tereinander auf, die älteste ganz oben. Verheiratete Personen werden durch 35 einen Querstrich miteinander verbun- den.2 Wenn in einer Familie zum Beispiel immer wieder bestimmte Krankheiten auftreten, kann durch eine Stammbaumanalyse im Rahmen einer 40 Familienberatung das Risiko für eigene Kinder bestimmt werden. Die Stammbaumanalyse ist eine wichtige Methode der Human- genetik, um die Vererbung eines be- stimmten Merkmals zu erforschen. Aufgabe 1 Beschreibe die Methode der Stammbaumanalyse. - 2 Material A Ohrläppchen Die Ohrläppchen können un- ten angewachsen oder frei hängend sein. 34 Das Merkmal „Form der Ohrläpp- chen" ist genetisch bedingt. Die Ausprägung angewach- sen" ist rezessiv. 1 Übertrage den Stammbaum in dein Heft. 5 aD Nenne den Genotyp von Personen mit angewachse- nen Ohrläppchen. b Begründe anhand des Stammbaums, warum die- ses Merkmal rezessiv vererbt werden muss. Material B Kleinwüchsigkeit Kleinwüchsige werden nur 110-140 cm groß. Die häufigste Ursache für Kleinwüchsigkeit ist genetisch bedingt. Eine Mutation sorgt dafür, dass im Kindesalter Knorpelzellen vorzeitig verknöchern. Dadurch wachsen die Knochen langsa- mer und bleiben kürzer. Beson- 6 Normalwüchsiges und gleich altes kleinwüchsiges Kind Aa Aa 3 4 ders betroffen sind die Kno- chen in den Oberschenkeln und Oberarmen. Auch die Wir- belsäule kann in ihrem Wachs- tum beeinträchtigt sein. 6 1 Begründe anhand des Stammbaums, ob diese Mu- tation dominant oder rezes- siv vererbt wird. 7 2 Mit welcher Wahrschein- lichkeit geben zwei Merk- malsträger (Aa) diese Wachstumsstörung an die Nachkommen weiter? Be- gründe deine Antwort. 3 Unsere Möbel, Treppen, Toiletten... sind auf eine durchschnittliche Körper- größe von 1,75 m ausgelegt. Überlege dir mögliche Pro- bleme für eine kleinwüchsi- ge Person an deiner Schule und passende Lösungen. aa Aa Aa Merkmalsträger weiblich/männlich Tier-- und Pflanzenzucht Material A Wildrose - Edelrose Die Wildrosen sind die Vorfah- ren der Edelrosen, von denen über 30 000 verschiedene Sor- ten gezüchtet wurden. 10 Vergleiche die Wildform mit der Zuchtform. 12 12 Wildrose (oben), Edelrose Material B Jostabeere 1 Die Jostabeere wurde mit- hilfe der schwarzen Johan- nisbeere und der Stachel- beere gezüchtet. 3-5 Nenne die angewandte Zuchtmethode. b Begründe deine Antwort zu Teil a. c Vermute, wie der Name der neuen Beere entstand. 4 Johannisbeere: keine Sta- cheln, hoher Vitamin-C-Gehalt Jostabeere: keine Stacheln widerstandsfähig gegen Kranic ten, schnellwüchsig, ertragreet 5 Stachelbeere: widerstandsli hig gegen Krankheiten, ertragech Material C Zuchtziele 1 Bei der Tierzüchtung soll vor allem die Qualität verbessert werden. a Beschreibe die Unterschie de der Schweinerassen. -6-8 b Formuliere mögliche Zuchtziele für die Rassen Mangalitza und Pietrain. bis 14 Ferkel, stressre sistent, hoher Anteil an Muskelfleisch, legt schnell Gewicht zu 6 Edelschwein bewegungsfreudig. kälte- und stressresis- tent, klein, sehr fettes Fleisch, 4-8 Ferkel 7 Mangalitza mittelgroß, sehr del mageres Muskel fleisch, stressanfällig 10 Ferkel pro Wurf 8 Pietrain Material D 911b Es ist verboten, Wirbeltiere zu züchten oder durch biotechnische Maßnahmen zu verändern, soweit... Erkenntnisse... erwarten lassen, dass als Folge der Zucht oder Veränderung 1. bei der Nachzucht, den biotechnisch verän derten Tieren selbst oder deren Nachkommen erblich bedingt Körperteile oder Organe.... fehlen oder untauglich oder umgestaltet sind und hierdurch Schmerzen, Leiden oder Schä- den auftreten oder 2. bei den Nachkommen a) mit Leiden verbundene erblich bedingte Verhaltensstörungen auftreten, b) jeder artgemäße Kontakt mit Artgenossen. bei ihnen selbst oder einem Artgenossen zu Schmerzen oder vermeidbaren Leiden oder Schäden führt oder c) die Haltung nur unter Schmerzen oder ver meidbaren Leiden möglich ist oder zu Schä- den führt. 9 Auszug aus dem Tierschutzgesetz, gekürzt Grenzen der Zucht 10 Lies den Auszug aus dem Tierschutzgesetz.-9 Fasse zusammen, unter welchen Bedingungen eine Zucht von Wirbeltieren ver- boten ist. 2 In Belgien sind Weiß- blaue Belgier" die führende Fleischrasse. 10 In Deutschland verzichtet man 3 Das Tierschutzgesetz hat das Ziel, den Tieren ein art- gerechtes Leben zu ermögli chen.9 Beurteile unter diesem Aspekt den abgebil- deten „Zuchterfolg". - 11 10 Über die Rinderrasse Weißblaue Belgier" auf eine Zucht. Bewerte die- se unterschiedliche Haltung auch mit Blick auf das deut- sche Tierschutzgesetz.9 Der Rinderrasse Weißblauer Belgier" fehlt ein Gen, das das Muskelwachstum stoppt. Wegen dieser Mutation liefern diese Tiere viel Fleisch mit geringem Fettgehalt. Da die Knochen der Tiere nicht in gleichem Umfang mitwachsen, kommt es häufig zu schmerzhaften Verformun- gen der Knochen und Gelenke. Gelenkentzün- dungen sind nicht selten. Eine normale Geburt ist nicht möglich, weil die ungeborenen Kälber zu groß werden für das Becken der Kuh. Viele Kälber kommen zudem mit Missbildungen zur Welt und sterben früh, 11 Die kurzköpfig gezüchteten Möpse leiden unter Atemnot und an Augen- und Ohrenproblemen.