Mutation und genetische Vielfalt
Was ist eine Mutation?
Erklärung: Eine Mutation ist eine dauerhafte Veränderung in der DNA-Sequenz. Sie kann spontan auftreten oder durch äußere Einflüsse (Mutagene wie UV-Strahlung, Chemikalien) ausgelöst werden.
Was ist eine Genommutation?
Erklärung: Eine Genommutation betrifft die Anzahl der Chromosomen (z. B. Trisomie 21: ein Chromosom zu viel). Sie entsteht durch Fehler bei der Meiose (Nichttrennung von Chromosomen).
Mutationen sind immer schädlich für den Organismus.
Erklärung: Falsch! Mutationen können schädlich, neutral oder sogar vorteilhaft sein. Viele Mutationen haben keinen sichtbaren Effekt. Vorteilhafte Mutationen sind der Motor der Evolution.
Eine Trisomie entsteht durch Fehler bei der ___, wenn homologe Chromosomen nicht getrennt werden.
Erklärung: Wenn sich homologe Chromosomen bei der Meiose nicht korrekt trennen (Non-Disjunction), erhält eine Keimzelle ein Chromosom zu viel oder zu wenig. So entsteht z. B. Trisomie 21.
Welche Art von Strahlung kann Mutationen in der DNA verursachen?
Erklärung: UV-Strahlung hat genug Energie, um die DNA chemisch zu verändern — vor allem verbindet sie zwei benachbarte Thymin-Basen fest miteinander (Thymin-Dimer). Wird der Schaden nicht repariert, entsteht beim Kopieren eine Mutation. Deshalb ist Sonnenschutz wichtig.
Bei Menschen und Tieren werden nur Mutationen in Keimzellen an die Kinder weitergegeben.
Erklärung: Richtig! Mutationen in Körperzellen (somatische Mutationen) betreffen nur das Individuum (z. B. Krebs). Nur Mutationen in Keimzellen (Ei- oder Samenzellen) werden an Nachkommen vererbt. Bei Pflanzen und bei ungeschlechtlicher Vermehrung ist das anders — ein Steckling trägt auch die Mutationen seines Mutterzweigs weiter.
Wie entsteht genetische Vielfalt bei geschlechtlicher Fortpflanzung?
Erklärung: Genetische Vielfalt entsteht durch: (1) zufällige Chromosomenverteilung in der Meiose, (2) Crossing-over, (3) zufällige Kombination von Ei- und Samenzelle bei der Befruchtung.
Faktoren, die Mutationen auslösen können (z. B. UV-Strahlung, Chemikalien), heißen ___.
Erklärung: Mutagene sind physikalische (UV-Strahlung, Röntgenstrahlung), chemische (bestimmte Substanzen in Zigarettenrauch) oder biologische (Viren) Faktoren, die die Mutationsrate erhöhen.
Eine neue Pilzkrankheit befällt Kartoffeln. Welcher Bestand übersteht sie am wahrscheinlichsten?
Erklärung: Bei großer genetischer Vielfalt sind meist einige Pflanzen widerstandsfähig. Die irische Hungersnot ab 1845 traf Felder, die fast nur aus einer Sorte bestanden.
Bei ungeschlechtlicher Fortpflanzung entstehen genetisch identische Nachkommen.
Erklärung: Richtig! Ungeschlechtliche Fortpflanzung (z. B. Zellteilung bei Bakterien, Stecklinge bei Pflanzen) erzeugt genetisch identische Kopien (Klone), da nur Mitose stattfindet.
Jede Veränderung des Phänotyps durch eine Genommutation ist automatisch eine Krankheit.
Erklärung: Ob eine Veränderung Leid oder Funktionsverlust bedeutet, hängt vom Einzelfall ab — „krank" ist auch eine gesellschaftliche Bewertung, nicht allein eine biologische Feststellung.
Die Neukombination der elterlichen Chromosomen bei der Befruchtung heiĂźt ___.
Erklärung: Bei der Befruchtung werden die Chromosomensätze von Mutter und Vater neu kombiniert (Rekombination). Jedes Kind erhält eine einzigartige Kombination elterlicher Gene.
Welche Aussage ĂĽber Mutationen ist korrekt?
Erklärung: Mutationen sind zufällig und nicht auf ein Ziel gerichtet. Ob eine Mutation vorteilhaft ist, hängt von der Umwelt ab. Dies ist ein wichtiger Unterschied zum Lamarckismus.
Beim Menschen gibt es 23 Chromosomenpaare. Wie viele verschiedene Kombinationen der Chromosomen sind allein durch die zufällige Verteilung bei der Meiose möglich? (2 hoch 23)
Erklärung: Jedes der 23 Chromosomenpaare kann auf 2 Arten verteilt werden. Insgesamt: 2²³ = 8.388.608 verschiedene Kombinationen – und das nur durch die Chromosomenverteilung!
Crossing-over bei der Meiose erhöht die genetische Vielfalt zusätzlich zur zufälligen Chromosomenverteilung.
Erklärung: Richtig! Beim Crossing-over werden DNA-Abschnitte zwischen homologen Chromosomen ausgetauscht. Dies erzeugt völlig neue Chromosomenkombinationen und erhöht die Vielfalt über die reine Chromosomenverteilung hinaus.
Welcher Zusammenhang besteht zwischen Mutation und Evolution?
Erklärung: Ohne Mutationen gäbe es keine neuen Genvarianten. Mutationen erzeugen Vielfalt, natürliche Selektion sortiert dann: Vorteilhafte Varianten werden häufiger, nachteilige seltener.