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Genetik  BIOLOGIE   Materialien SII
Genetik


BIOLOGIE

Materialien SII



Diethard Baron, Jürgen Braun, Andrea Erdmann, Ulf Erdmann, Rudolf Heinze, Eckhard Lucius (Hrsg.)

Schroedel
EAN: 9783507109100 (ISBN: 3-507-10910-7)
208 Seiten, kartoniert, 19 x 26cm, 2005

EUR 18,95
alle Angaben ohne Gewähr

Rezension
Die "Grüne Reihe" befasst sich in einzelnen Themenbänden mit verschiedenen zentralen und höchst interessanten Themen der Biologie. Die Reihe umfasst derzeit die Bände zu den Themen Genetik, Neurobiologie, Ökologie, Stoffwechselphysiologie und Zellbiologie. Jeder Band geht umfassend, sehr ausführlich und tiefgehend auf sein jeweiliges Schwerpunktthema ein. Die Biologie wird auf inhaltlich höchstem Niveau vermittelt. Indem die neusten wissenschaftlichen Erkenntnisse in die Lehrwerke eingearbeitet sind, ist die Reihe zudem noch brandaktuell. Die einzelnen Kapitel sind sinnvoll aufgebaut und klar strukturiert. Zahlreiche (fach- und nicht fachbezogene) Exkurse sorgen für eine weitsichtige Betrachtung der Dinge. Man merkt, dass die schülergerechte Vermittlung der Inhalte einen hohen Stellenwert hat. So sind die Texte verständlich formuliert und suchen oft die Praxisnähe. Darüber hinaus werden sie durchgängig von Bildmaterial begeleitet und so äußerst treffend veranschaulicht. Bei dem Bildmaterial handelt es sich (im Vergleich zu anderen Schulbüchern) um hervorragende Grafiken und gestochen scharfe Fotos in besonderer Qualität mit einer für Schulbücher unüblichen detailtreue. Das lässt die Bebilderung nicht nur ansprechend und hochwertig wirken, sondern sie liefern dadurch auch Informationen auf einem hohen Standard. Die Fülle der hochwertigen Bilder zusammen mit dem modernen Layout verleiten geradezu zum Schmökern in dem Lehrwerk. Auch beinhalten die Bände diverse Praktika, in denen Anleitungen zu Versuchen sind, die die Schüler eigenständig durchführen können. Porträts bedeutender Wissenschaftler und ein hilfreiches Glossar am Ende eines Themenbandes runden dieses Werk ab. Die Themenbände der "Grünen Reihe" gehören mit Abstand zu den besten Lehrwerken für die Biologie in der Oberstufe.

Ferrao, lehrerbibliothek.de
Verlagsinfo
geeignet für: alle Bundesländer
Schulform: Gesamtschule, Gymnasium, Sekundarstufe II


Beschreibung:
Die Materialienbände der Grünen Reihe widmen sich jeweils einem Schwerpunktthema, das tiefgehend und umfangreich dargestellt wird - wissenschaftlich fundiert und praxisorientiert. Sie sind für den Biologieunterricht auf hohem inhaltlichem Niveau konzipiert und berücksichtigen neueste Methoden und Kenntnisse aus der Wissenschaft.

Genetik wird in vielen Lexika mit dem Begriff Vererbungslehre umschrieben. Dies ist nach wie vor richtig, jedoch hat sich die Genetik in den vergangenen Jahrzehnten zu einer facettenreichen Hightech-Wissenschaft mit einem hohen wirtschaftlichen Potenzial gewandelt. Die Gentechnik hat die klassische Biotechnik maßgeblich vorangetrieben.

Im neuen Schülerband Genetik werden die komplizierten Sachverhalte der Gentechnik und Biotechnik daher noch ausführlicher und verständlicher dargestellt. Aufgrund der engen Zusammenhänge mit moderner Genetik wurden die Themenbereiche Immunbiologie und Entwicklungsbiologie neu aufgenommen.

Weitere Inhalte: Regelmäßigkeiten der Vererbung, DNA, Molekulargenetik/Genomik, Proteomik, Bakterien- und Virengenetik, Molekularbiologie, Tier- und Pflanzenzucht, Populationsgenetik und Humangenetik.
Inhaltsverzeichnis
Was ist Genetik? 6


Zellteilung und Chromosomen
8

1 Bedeutung und Bau des Zellkerns 8

2 Bedeutung und Ablauf der Mitose 9

3 Zahl und Bau der Chromosomen 12
Praktikum: Chromosomen 14

4 Bedeutung und Ablauf der Meiose 15

5 Bestimmung des Geschlechts 18
Aufgaben 19


Klassische Genetik
20

1 Die MENDELschen Regeln 20
Exkurs (Porträt): Gregor MENDEL 20

2 Die Chromosomentheorie der Vererbung 23

3 Kreuzungen mit der Taufliege Drosophila melanogaster 24
3.1 Drosophila als genetisches Versuchsobjekt 24
Exkurs (Porträt): Thomas Hunt MORGAN 24
Steckbriefe: Drosophila – Wildtyp und Mutanten 25
3.2 Monohybrider und dihybrider Erbgang bei Drosophila 26
3.3 Rückkreuzung 27
3.4 Geschlechtsgebundene Vererbung 28
3.5 Geschlechtsbestimmung bei Drosophila 29
Exkurs (Mathematik): Ein bisschen Statistik 29
3.6 Genkopplung und Kopplungsbruch 30
3.7 Erstellen von Genkarten 32
3.8 Letale Allele 34
3.9 Polygene Vererbung 35
Praktikum: Drosophila-Genetik 36

4 Veränderungen von Merkmalen 38
4.1 Modifikation 38
4.2 Mutation und Selektion 40

5 Tier- und Pflanzenzüchtung 42
5.1 Züchtung des Kulturweizens 42
5.2 Züchtung des Rindes 43
5.3 Klassische Züchtungsverfahren 44

6 Populationsgenetik 46
6.1 Individuum und Population 46
6.2 HARDY-WEINBERG-Gleichgewicht 47
Exkurs (Geschichte): Meuterei auf der Bounty 49
Aufgaben 50


Molekulare Grundlagen der Genetik
52

1 DNA als Erbsubstanz 52

2 Bau der Nucleinsäuren 53
2.1 Bausteine der Nucleinsäuren 53
2.2 Raumstruktur der DNA 54
Praktikum: Isolierung von DNA und Nachweis von DNA-Bausteinen 55
Exkurs (Technik): Schmelzen der DNA 56
2.3 Verpackung der DNA 56

3 Replikation der DNA 58
3.1 Das MESELSON-STAHL-Experiment 58
3.2 Der molekulare Mechanismus der DNA-Replikation 59
3.3 DNA-Replikation bei Pro- und Eukaryoten 60

4 Vom Gen zum Genprodukt 61
4.1 Die Funktion von Genen 61
Exkurs (Chemie): Bausteine der Proteine 63
Exkurs (Chemie): Raumstruktur der Proteine 64
Exkurs (Chemie): Enzyme 65
Praktikum: Wirkungsweise von Enzymen 66
4.2 Proteinbiosynthese 68
Exkurs (Technik): Zellfraktionierung 68
4.3 Transkription 70
4.4 Der genetische Code 71
Exkurs (Evolution): Wie universell ist der genetische Code? 71
4.5 Translation 72
Exkurs (Evolution):Wobble-Theorie 73
4.6 Das genetische System der Eukaryoten 74
4.7 Veränderungen der DNA 76
4.8 DNA-Reparatur 78
4.9 Extrachromosomale DNA 79

5 Genregulation 80
5.1 Genregulation bei E. coli – das Operon-Modell 80
5.2 Genregulation bei Eukaryoten 82
Steckbrief: Gendefinitionen 83

6 Prionen 84
Aufgaben 85


Genetik der Bakterien und Viren
86

1 Vorkommen und Bau der Bakterien 86
Steckbrief: Bacillus subtilis 87
Steckbrief: Escherichia coli 87
Exkurs (Sicherheit): Sicherheitshinweise zum Umgang mit Bakterien 87
Praktikum: Mikrobiologisches Arbeiten 88
Praktikum: Bacillus subtilis contra Escherichia coli 91

2 Nutzung der Leistungen von Bakterien 92
Exkurs (Medizin): Antibiotika 93
Praktikum: Biotechnik 94

3 Genetische Rekombination bei Bakterien 95
Praktikum: Konjugationsversuch 97

4 Bau und Vielfalt der Viren 98
Exkurs (Porträt): Alfred Day HERSHEY und Martha CHASE 99

5 Vermehrung von Phagen 100

6 Genübertragung bei Viren 101
Praktikum: Versuche zur Phagengenetik 103
Aufgaben 104

Gentechnik 106

1 Methoden der künstlichen DNA-Rekombination 106
Praktikum: Restriktionsenzyme und Gelelektrophorese 108
Exkurs (Technik): Aufklärung von DNA-Sequenzen 109
Exkurs (Technik): Genbibliotheken und Gensonden 110
Exkurs (Technik): PCR 111
Praktikum: PCR 112
Exkurs (Kriminalbiologie): PCR als Beweismittel 113

2 Gentechnik in der Anwendung 114
2.1 Produktion von Arzneimitteln 114
2.2 Methoden des Gentransfers 116
2.3 Gentechnik in der Forschung 118
Exkurs (Medizin): Protein-Design 118
2.4 Moderne Techniken in der Tierzucht 120
Steckbrief: Dolly 120
Steckbrief: Tracy 121
2.5 Moderne Techniken in der Pflanzenzucht 122
Steckbrief: Die Impfbanane 123
2.6 Nahrungsmittel und Gentechnik 124
Steckbrief: Die Antimatsch-Tomate 124
Exkurs (Biotechnik): Käseherstellung 125
Praktikum: Herstellung von Mozzarella mit Chymosin 126
Praktikum: Plasmidisolation aus Escherichia coli 127

3 Gentechnik in der Diskussion 128
3.1 Risiko und Risikowahrnehmung 128
3.2 Gentechnik und Ethik 129
Aufgaben 130


Humangenetik
132

1 Historische Vorstellungen 132

2 Chromosomen und DNA des Menschen 133
2.1 Einteilung der Chromosomen 133
2.2 Die menschlichen Gonosomen 134
Exkurs (Porträt): Mary LYON 134
2.3 Die DNA des Menschen 135
Exkurs (Technik): In-situ-Hybridisierung 135
2.4 Das Human-Genomprojekt 136
2.5 Stammbaumanalysen 138
2.6 Zwillingsforschung 139
Exkurs (Psychologie): Intelligenz-Quotient (IQ) 139

3 Vererbung von Bluteigenschaften 140
Exkurs (Porträt): Karl LANDSTEINER 141

4 Genetische Analysen 142
Exkurs (Geschichte): Die Entwicklung des genetischen Fingerabdrucks: SOUTHERN-Blotting 143

5 Chromosomenanomalien beim Menschen 144
5.1 Nummerische Chromosomenanomalien 144
Exkurs (Ethik): Mein Leben mit TURNER 145
Exkurs (Psychologie): Sind Diplo-Y-Männer besonders aggressiv? 146
Exkurs (Ethik): Der Umgang mit Trisomie 21 – früher und heute 147
5.2 Strukturelle Chromosomenanomalien 148

6 Erblich bedingte Krankheiten 150
6.1 Autosomal-dominante Erbgänge 150
6.2 Autosomal-rezessive Erbgänge 151
Exkurs (Medizin): Diagnose von Chorea HUNTINGTON 152
6.3 X-chromosomale Vererbung 153

7 Genetische Beratung 154
7.1 Diagnostik und Risikoabschätzung 154
Exkurs (Gesellschaft): Gendiagnose – Bedeutung für die Betroffenen 156
Exkurs (Ethik): Abtreibung – ja oder nein? 157
7.2 Gentherapie beim Menschen 158

8 Reproduktionstechnik beim Menschen 160
Exkurs (Ethik): Reproduktionsmedizin – Segen oder Fluch? – Fallbeispiele 163
Aufgaben 164


Entwicklungsbiologie
166

1 Fortpflanzung 166
1.1 Ungeschlechtliche Fortpflanzung 166
1.2 Geschlechtliche Fortpflanzung 167

2 Entwicklung bei Samenpflanzen 169

3 Entwicklung bei Tier und Mensch 170
3.1 Eine neue biologische Disziplin 170
Exkurs (Porträt): Hans DRIESCH 171
3.2 Entwicklung bei Amphibien 172
Exkurs (Porträt): Hans SPEMANN 172
3.3 Entwicklung bei Reptilien und Vögeln 173
3.4 Entwicklung bei Säugern am Beispiel des Menschen 174
Exkurs (Medizin): Einwirkung von Drogen und Medikamenten auf die Entwicklung 175

4 Entwicklungssteuerung durch Gene 176
Exkurs (Porträt): Christiane NÜSSLEIN-VOLHARD 177
Praktikum: Entwicklungsphysiologie: Wachstumsregulierung beim Rübsen 178

5 Altern 179
Steckbrief: Ein Fadenwurm – Haustier der Genetiker 179

6 Krebs 180
Aufgaben 182


Immunbiologie
184

1 Organisation und Aufgaben des Abwehrsystems 184

2 Humorale Immunantwort – Bildung von Antikörpern 186
Praktikum: ELISA-Test 188

3 Zelluläre Immunantwort 189
Exkurs (Ethik): Organspende 190
Exkurs (Molekularbiologie): Der MHC bestimmt das immunologische „Ich“ 190
Exkurs (Medizin): Organtransplantation 191

4 Impfung 192

5 Allergien und Autoimmunkrankheiten 193
Exkurs (Medizin): Diabetes – immunologische Aspekte 194

6 Aids – eine Immunschwächekrankheit 195
Steckbrief: Struktur des HIV 195
Exkurs (Medizin): Medikamente gegen Aids 196
Aufgaben 197


Glossar 198

Register 205

Hinweise zum sicheren Experimentieren 208