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Die Mitose ermöglicht es, aus einer einzigen Zelle ein komplexes Lebewesen, z. B. den Menschen, zu erschaffen. Dabei entstehen aus einer Mutterzelle immer zwei identische Tochterzellen, die sich dann wiederum teilen. Dabei ist ein enormes Wachstum der Zellen erkennbar. Danach können sich Zellen zu Gruppen zusammenschließen und Gewebe oder Organe bilden. Aufgrund der Mitose wachsen auch im hohen Alter noch Haare oder Nägel, z. B. Fingernägel.

Wieso sieht der Löwenzahn in den Alpen anders aus als der in Flensburg?
Die Ursache für die Veränderung des Aussehens ist die Modifikation, der alle Lebewesen unterworfen sind. Sie wandelt die Gestalt von Lebewesen etwas um, ohne dabei auf das Erbmaterial einzuwirken.

Die in Deutschland häufigste menschliche Erbkrankheit mit rezessivem Gendefekt ist die Mukoviszidose, auch Cystische Fibrose genannt. Elternpaare können das kranke Gen unerkannt in sich tragen, da bereits ein gesundes Allel dominant ist, d. h. für die Produktion des benötigten Enzyms ausreicht. Menschen mit einem rezessiven Krankheitsgen nennt man Konduktor.

Obwohl die Ursache – eine Mutation eines Gens auf Chromosom 7 – erst 1989 entdeckt wurde, gibt es schon Ansätze einer somatischen Gentherapie, bei welcher mit einem Spray das gesunde Gen in die Atemwege eingesprüht und z. T. in die betroffenen Zellen eingebaut wird.

Mutagene sind Stoffe, die im Erbgut von Organismen Mutationen auslösen können. Zu diesen Stoffen gehören u. a. eine Vielzahl von Chemikalien (z. B. Formaldehyd, Senfgas) sowie physikalische Einwirkungen.
Physikalische Einwirkungen sind z. B. UV-Licht und radioaktive Strahlung.
Inwieweit auch Umwelteinflüsse (z. B. Klimafaktoren, Industrieabgase) Veränderungen im Erbgut auslösen können, hängt vor allem von der nicht genau messbaren Zunahme der Mutationsrate gegenüber der natürlichen Rate ab.

Der niederländische Botaniker und Genetiker HUGO DE VRIES (1848-1935), einer der Wiederentdecker der mendelschen Regeln, beobachtete Ende des 19. Jahrhunderts bei seinen Kreuzungsexperimenten mit Pflanzen, dass immer wieder Pflanzen mit veränderten Merkmalen entstanden. Durch Weiterzüchtung dieser Merkmale stellte er fest, dass die Anlagen für diese Merkmale von Generation zu Generation konstant weitergegeben werden. Er nannte etwa 1901 diese auftretende erbliche Variabilität Mutation und schuf damit einen heute allgemein bekannten genetischen Fachbegriff. Selbstverständlich konnte er damals nicht wissen, welche Ursachen und Folgen Mutationen haben oder welche Mutationsformen es gibt.
Mutationen, als Veränderungen des Genotyps, können in Körper- oder Keimzellen auftreten. Welchen Anpassungswert Mutationen für die Phänotypen haben, hängt von der Mutationsform und dem Grad der Veränderung der genetischen Information ab.

Nucleinsäuren werden auch als „Bausteine“ des Lebens bezeichnet. Die Moleküle sowohl der Eiweiße als auch der Nucleinsäuren sind sehr kompliziert aufgebaut. Infolge der Molekularstruktur ist es möglich, Informationen zur Ausbildung aller Merkmale eines Lebewesens zu verschlüsseln.

Bakterien werden derzeit in der Gentechnik eingesetzt. Plasmide sind im Bakterienplasma frei vorkommende, kleine Ringe aus doppelsträngiger DNA, die sich unabhängig vom Bakterienchromosom vermehren und sehr häufig wichtige Gene, wie z. B. Resistenzgene gegen Sulfonamide oder Antibiotika tragen.

Plasmide vermehren sich durch Teilung. Durch den erwähnten Fertilitätsfaktor können sich Zellen mit F-Faktoren an Zellen ohne F-Faktor anlagern. Dabei bilden sie eine Plasmabrücke zwischen beiden Zellen aus. Man nennt diesen Vorgang Konjugation. Durch die Plasmabrücke ist es möglich, dass Plasmide zwischen den Bakterien ausgetauscht werden, manchmal sogar zwischen verschiedenen Bakterienarten.

Plasmide werden in der Gentechnologie als Hilfsmittel bzw. als Transportvehikel zur Genübertragung und -vermehrung eingesetzt.

Radioaktive Strahlung können wir mit unseren Sinnesorganen nicht wahrnehmen. Sie kann aber beim menschlichen Körper und auch bei anderen Lebewesen Wirkungen hervorrufen, die man als biologische Wirkungen bezeichnet. Insbesondere kann sie

• zu unmittelbaren Schädigungen führen (akute Strahlenschäden),
• Schäden hervorrufen, die sich erst nach Jahren bemerkbar machen (Spätschäden),
• genetische Schäden (Erbschäden) bewirken, die sich erst bei der Nachkommenschaft zeigen.

Besonders gefährlich ist eine kurzzeitige hohe Strahlenbelastung.

Röntgenstrahlung besteht aus sehr energiereichen elektromagnetischen Wellen, deren Frequenz zwischen $3\cdot {10}^{16}$ Hz und $3\cdot {10}^{21}$ Hz liegt. Sie entsteht, wenn Elektronen hoher kinetischer Energie schlagartig abgebremst werden oder ihre Bewegungsrichtung ändern. Darüber hinaus entstehen Röntgenlinien, ähnlich wie beim Linienspektrum im sichtbaren Bereich des Lichts, in den Hüllen der Atome.

Entdeckt wurde diese Art von Strahlung 1895 von dem deutschen Physiker WILHELM CONRAD RÖNTGEN (1845-1923).

Betrachtet man zwei oder mehrere Menschen, so stellt man fest, dass kein Mensch dem anderen gleicht, dass sie sich in vielen Merkmalen unterscheiden, z. B. in der Haut- und Haarfarbe, in der Augenfarbe, in der Fähigkeit, bestimmte Stoffe abzubauen.
Eine wichtige Methode zur Erforschung der unterschiedlichen Merkmale von Menschen ist in der Humangenetik die Stammbaumforschung (Familienforschung).

Aufgrund der natürlichen Radioaktivität sowie der künstlichen Radioaktivität sind wir alle ständig einer gewissen Strahlenbelastung ausgesetzt. Diese Strahlenbelastung ist nicht überall gleich groß, sie hängt von dem konkreten Umfeld ab.

Die durchschnittliche Gesamtbelastung beträgt in Deutschland etwa 4 mSv/Jahr. Diese „normale“ Strahlenbelastung hat keine gesundheitlichen Folgen. Trotzdem sollte stets der Grundsatz gelten:

Die radioaktive Strahlung, der man sich aussetzt, sollte so gering wie möglich sein.

Spielten früher bei Vaterschaftsgutachten die Blutgruppen eine große Rolle, weil sie vererbt werden, werden heute dazu DNA-Analysen vorgenommen. Sie besitzen die größtmögliche Aussagekraft. Es können Erbsysteme auf den roten Blutkörperchen, im Blutserum, bei den Stoffwechselenzymen, auf weißen Blutzellen und auf den erblichen Bruchstücklängen der DNA untersucht werden. Dabei bietet die Kombination verschiedener Systeme (sogenannte „Untergruppen“) die größte Sicherheit. Da sich an die Frage der Vaterschaft sowohl Erbberechtigung wie Unterhaltsverpflichtung knüpfen, sind an den Nachweis der Vaterschaft höchste Anforderungen zu stellen.

Vererbung ist die Weitergabe der Artmerkmale und der individuellen Merkmale eines Organismus. Sie wird über die Zellen vermittelt. Vererbung und Fortpflanzung sind an die Zelle gebunden. Vererbung erfolgt nach bestimmten von der Genetik erforschten Gesetzmäßigkeiten, zum Beispiel nach den mendelschen Regeln.

* 06.04.1928 in Chicago (Ill.)/USA

Der in Chicago/USA geborene Biologe JAMES D. WATSON forschte zusammen mit seinem Kollegen FRANCIS H. C. CRICK (1916-2004)an der Struktur der Erbsubstanz Desoxyribonucleinsäure (DNA). Sie stellten 1953 ihr WATSON-CRICK-Modell vor, eine räumliche Darstellung der DNA in Gestalt einer Doppelhelix. Das Modell bietet als wesentliches Merkmal eine Erklärung dafür, wie sich die DNA selbst reproduzieren kann. Dieses Forschungsergebnis von WATSON und CRICK gilt als Meilenstein in der Biologie und wurde 1962 mit dem Nobelpreis für Physiologie oder Medizin gewürdigt. WATSON setzte in der Folgezeit an verschiedenen Instituten seine Forschungen zu Nucleinsäuren fort.

WATSON war der erste Leiter des 1990 gegründeten „Human Genome Project“. Diese 2004 abgeschlossenen internationale Forschungsprojekt diente der Entschlüsselung des menschlichen Erbguts (Genom). WATSON setzt sich heute mit ethischen Fragen der Genforschung auseinander.

Hier kannst du dich selbst testen. So kannst du dich gezielt auf Prüfungen und Klausuren vorbereiten oder deine Lernerfolge kontrollieren.

Multiple-Choice-Test zum Thema "Biologie - Die Zelle und ihre Funktion bei der Vererbung".

Viel Spaß beim Beantworten der Fragen!

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Multiple-Choice-Test zum Thema "Biologie - Regeln der Vererbung".

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Der Zellkern ist das größte und wichtigste Zellorganell einer Zelle. Er macht ca. 10 % der gesamten Zelle aus.

Der Zellkern enthält die genetische Information in Form von Chromosomen. In ihm finden Prozesse wie die Replikation der DNA, die Transkription der RNA sowie Wachstumsprozesse statt.

Der Zellzyklus besteht aus der Interphase und der Mitose. Die Mitose wird während der Interphase durch eine Verdoppelung der Erbsubstanz (Replikation der DNA) vorbereitet. Die verdoppelte Erbsubstanz wird dann durch die Mitose wieder halbiert und gleichmäßig auf die Tochterzellen verteilt. Dadurch ist gewährleistet, dass Mutter- und Tochterzellen genetisch identisch sind und dieselben Bau- und Funktionsmerkmale besitzen.

Durch Kreuzungszüchtung wird versucht, Erbanlagen für wertvolle Merkmale unterschiedlicher Rassen bzw. Sorten miteinander zu kombinieren und in Hochleistungsrassen bzw. -sorten zu vereinen.

Innerhalb einer Gruppe bildet sich eine Reihenfolge heraus, die in der Regel durch Kämpfe entstanden ist. Durch die Rangordnung wird die Aggressivität der Gruppe herabgesetzt. Ranghohe und rangniedere Tiere verständigen sich durch bestimmte Ausdrucksformen.

Ranghohe Tiere haben bevorzugten Zugang zu Futter- und Wasserstellen, zu begehrten Schlaf- und Ruheplätzen oder aber zu Paarungspartnern. Zu ihren Pflichten gehören u. a. das Anführen, Bewachen oder Verteidigen eines Sozialverbandes. Je nach Tierart gibt es unterschiedliche Formen von Rangordnungen im Tierreich. Im Hühnerhof wird die Rangordnung durch die Hackordnung bestimmt.

Unter Hackordnung versteht man die hierarchische Reihenfolge in einer durch die Rangordnung bestimmten Gruppe.

KASPAR HAUSER wurde am 25. Mai 1828 in Nürnberg aufgegriffen. Er war völlig verwahrlost, hielt einen Zettel in der Hand, auf dem der Name KASPAR HAUSER stand. Er verfügte über einen außerordentlich eingeschränkten Wortschatz, etwa 50 Wörter. Seinen verworrenen Angaben zufolge war er fast völlig isoliert in einem Kellerverlies aufgewachsen.

KASPAR-HAUSER-Versuche sind eine Methode der Verhaltensforschung, um herauszufinden, welche Verhaltensweisen einem Tier angeboren sind. Bei dieser Methode werden Jungtiere möglichst früh von ihren Eltern getrennt und wachsen isoliert von den Artgenossen und von denjenigen Reizsituationen, die mit dem zu überprüfenden Verhalten in Zusammenhang stehen, auf. Dadurch werden Lernmöglichkeiten ausgeschlossen.

„Life within a primate group is thus delicately balanced between competition and cooperation.” (CROOK, 1970). Das Gruppenleben sozial lebender Primaten ist geprägt durch Kooperation und Konkurrenz.

Sowohl die ökologischen Bedingungen als auch die Zusammensetzung der Gruppe sind Faktoren, die das Verhältnis zwischen kooperativem und konkurrierendem Handeln in starkem Maße beeinflussen können. Das Leben in der Gruppe bzw. in einer Sozietät bringt sowohl Vorteile als auch Nachteile mit sich. Zu den Vorteilen zählen in erster Linie der verbesserte Schutz vor Raubfeinden durch die gemeinsame Verteidigung und frühere Signalisierung von Gefahren infolge sich abwechselnder Alarmrufe sowie der gemeinsame Austausch von erworbenen Erfahrungen hinsichtlich Futtersuche, Wanderrouten etc. und vor allem eine koordinierte Verteidigung von Futterressourcen gegen andere Gruppen, die um dieselben Ressourcen konkurrieren. Kosten oder Nachteile im Zusammenleben in einer Gruppe entstehen aus der wachsenden Konkurrenz um diese begrenzten Ressourcen.

Die Umwelt der Tiere und Menschen verändert sich ständig. Es werden Straßen gebaut, Wälder gerodet, Industrieanlagen errichtet. Auch Naturgewalten und die Jahreszeiten führen zu Veränderungen. Würden Tiere und Menschen nur über angeborene Verhaltensmuster verfügen, wären sie nicht in der Lage, sich innerhalb kurzer Zeit diesen Veränderungen anzupassen. Diese Leistungen erbringen Tiere, genau wie die Menschen, durch Lernen. Man unterscheidet verschiedene Lernformen:

• Lernen durch Versuch und Irrtum,
• Lernen durch Spielen,
• Lernen durch Nachahmung,
• Lernen durch Einsicht.

Dabei sollten bestimmte Lernregeln beachtet werden.

* 07.11.1903 in Altenberg bei Wien
† 27.02.1989 in Altenberg

Österreichischer Zoologe und Verhaltensforscher, der als Mitbegründer der vergleichenden Verhaltensforschung gilt.

Seit frühester Kindheit faszinierten KONRAD LORENZ Tiere. Er studierte zunächst Medizin und später Zoologie. In beiden Fächern promovierte er. Seine Vorliebe galt dem Beobachten der Verhaltensweisen von Tieren: Eines Tages wollte er das Schlüpfen eines Grauganskükens beobachten. Dazu legte er ein Ei in den Brutkasten und beobachtete das Küken beim Schlüpfen. Nachdem sich das Küken aus dem Ei gepellt hatte, war das erste Lebewesen, das es erblickte, KONRAD LORENZ. Als dieser das Küken unter den warmen Muttergansbauch steckte, kam es fiepend und schreiend darunter hervor und stolperte hinter LORENZ her. MARTINA, so wurde das Küken genannt, wich von da an nicht mehr von seiner Seite. LORENZ hatte die kleine Graugans auf sich „geprägt“.

KONRAD LORENZ sagte von sich selbst, dass er ein viel besserer Beobachter als Experimentator sei. Obwohl viele seiner Methoden umstritten waren und als unwissenschaftlich kritisiert wurden, legte er den Grundstein für die moderne Verhaltensbiologie. Er entschlüsselte z. B. das Instinkt- und Sozialverhalten der Gänse.