PedigreeLab - wo liegt das Gen?

Diese Unterrichtseinheit bietet orientierendes Arbeitsmaterial, um den Einstieg in die Denkweise der Methode und die Arbeit mit dem Programm zu erleichtern. Kopplungsgruppen und die Abstandsbestimmung von Genen mithilfe von Rekombinationsanalysen (Morgangenetik) sollten beim Einsatz von PedigreeLab bekannt sein (siehe Virtual FlyLab). Die Suche nach Genloki ist nach der Entzifferung des "Rohtextes" des Humangenoms eines der zentralen Forschungsgebiete und kann mit der Simulation gut nachvollzogen werden. Das Programm bietet keine Lösungen. Die SchülerInnen müssen ihre eigenen Hypothesen durch Kontrollversuche erhärten. Nach der Arbeit mit dem PedigreeLab wird in dieser Unterrichtseinheit eine Verifizierung der Ergebnisse mithilfe wissenschaftlicher Datenbanken vorgeschlagen. PedigreeLab ist ein kommerzielles Angebot der California State University Los Angeles. Es wird als Java-Applet aus dem Internet herunter geladen und kann dann für eine Sitzung offline benutzt werden. Auf der Website von BiolgyLabs (siehe Internetadressen) können Sie unter "Ordering outside the United States" "College Student Online Subscriptions", d.h. Jahresabonnements, buchen (im Mai 2002 für 5,25 US $). Mit einer gültigen E-Mail-Adresse kann man sich für einige Tage kostenlos einloggen. Bei www.amazon.co.uk werden unter dem Autorennamen "Desharnais" diverse Pakete aus den BiologyLabs angeboten.

Kompetenzen

Die SchülerInnen sollen

• Erbgänge (rezessiv oder dominant? autosomal oder gonosomal?) aus vorgegebenen Stammbäumen erschließen.
• die Verwendung genetischer Marker zur Genlokalisierung verstehen - dabei sind kaum molekulargenetische Kenntnisse erforderlich!
• ihre Kenntnisse über Rekombination und die Lokalisierungsmethode von Genen anwenden.
• Hypothesen über die Lage eines Gens aufstellen und mit weiteren eigenen Versuchen prüfen.
• die Vorteile der Gruppenarbeit erkennen und nutzen.
• im Sinne von "nature of science" die Beschränkungen neuer Erkenntnisse erfahren.
• eigene Fragen über das Programm hinaus formulieren und mit Hilfe von Material aus dem Internet beantworten.

• einen Einblick in eine wissenschaftliche Datenbank gewinnen und bestätigende sowie ergänzende Informationen zu den Genen suchen.
• weitere Recherchen zur Bedeutung der Erbkrankheiten durchführen.
• gegebenenfalls die Relevanz der englischen Sprache in der Wissenschaft erkennen und englische Fachinformationen auswerten.

Kurzinformationen

Didaktisch-Methodischer Kommentar

Die Philosophie der BiologyLabs ist es, entdeckende Experimente durchzuführen. Daraus folgt, dass die Programme keinerlei Lösungen anbieten. Auch die LehrerInnen bekommen weder im Programm noch in den Lehrerinformationen vollständige Daten oder fertige Lösungen zur Verfügung gestellt. Die vorgestellte Unterrichtseinheit bietet für das Beispiel Parkinson interaktive Arbeitsblätter mit vollständiger Musterlösung an. Damit soll erreicht werden, dass die Lernenden Hilfen auf verschiedenen Ebenen abrufen und ihre Vorgehensweise selbst steuern können. In der Musterlösung können Sie die notwendigen Denkschritte nachvollziehen und auf andere Beispiele mit hoher Erfolgswahrscheinlichkeit schnell anwenden (siehe Download).

• Didaktische Bewertung von PedigreeLab
  Ein Thema mit hoher Zukunftsrelevanz konfrontiert die Lernenden mit der "Nature of Science".
• Grundwissen zur Arbeit mit PedigreeLab
  Kurze Infos zur Stammbaumanalyse, Genkopplung, Restriktions-Fragment-Längen-Polymorphismus (RFLP) und LOD-Score.
• Unterrichtliche Vorgehensweise - Überblick
  Curricurale Einbettung und Vorgehensweise bei der Arbeit mit PedigreeLab, Arbeitsaufträge
• Arbeitsmaterialien
  zum Einsatz von PedigreeLab und der Arbeit mit dem NCBI-Datenbanksystem.

Download

Internetadressen

• BiologyLabs
  Neben dem PedigreeLab finden Sie hier weitere interaktive Simulationsprogramme für den Biologie-Unterricht.
• Interaktive Arbeitsblätter
  Musterlösung zur Lokalisierung des Park1-Gens. Zu den Arbeitsaufträgen können wahlweise Hilfen verschiedener Niveaus eingeblendet werden.
• NCBI
  National Center for Biotechnology Information - umfangreiches Datenbanksystem zur molekularen Biologie und Medizin.

Zusatzinformationen

Links und Literatur

• Erbkrankheiten und Genlokalisierung
  Fachliche und didaktische Informationen zum Thema Erbkrankheiten und Genlokalisierung im Unterricht

Mehr BiologyLabs auf Lehrer-Online

• EnzymeLab
  Experimente zu den pH- und Temperaturbedingungen enzymatischer Reaktionen, zur Enzymkinetik und zur Hemmung der Enzymaktivität (Jahrgangsstufe 11).
• FlyLab
  Ein virtuelles Fliegenlabor zur Mendel-Genetik (Sek I) sowie zur Morgan- und Molekulargenetik (Sek II) von Drosophila.
• CardioLab
  Das interaktive Simulationsprogramm veranschaulicht die Mechanismen der Blutdruckregulation (Sek II).
• LeafLab
  Führen Sie Ihre SchülerInnen im virtuellen Photosynthese-Labor an eine selbstständige wissenschaftliche Arbeitsweise heran (Jahrgangsstufe 11/12).

Informationen zum Autor

Bertold Durst ist Gymnasiallehrer für Biologie, Mathematik und Informatik und unterstützt die Redaktion von Lehrer-Online als Fachberater.

• Mehr Infos im Autorenverzeichnis
  Hier können Sie Kontakt mit Bertold Durst aufnehmen. Zudem finden Sie hier eine Liste mit weiteren Beiträgen des Autors.