DNA - Aufbau und dreidimensionale Struktur

Unterrichtseinheit
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DNA ist der Bauplan jedes Lebewesens – und damit der Schlüssel zum Verständnis von Vererbung, Proteinen und Zellfunktion. In dieser Einheit tauchen die Schülerinnen und Schüler tief in Aufbau und Struktur der DNA ein, entdecken die Bedeutung von Polarität, Antiparallelität und Basenpaarung und verfolgen den Weg vom Molekül zum Chromosom. Ein idealer Einstieg in die moderne Genetik.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt
  • Sekundarstufe II
  • 4 bis 5 Unterrichtsstunden
  • Arbeitsblatt, Video
  • 3 Arbeitsmaterialien

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Beschreibung der Unterrichtseinheit

Das Thema DNA ist von höchster Bedeutung, da es die Grundlage aller Lebewesen darstellt. Als Träger der genetischen Information enthält die DNA die Baupläne zur Herstellung der Proteine. Diese sind für alle Funktionen innerhalb der Zelle nötig. Außerdem ist die DNA die Grundlage der Vererbungslehre. Beispielsweise bestimmen Gene wie ein Mensch später aussehen wird oder durch Kombination der Geschlechtschromosomen der Eltern wird das Geschlecht des Kindes definiert.

In dieser Unterrichtseinheit setzen sich die Schülerinnen und Schüler mit dem Thema DNA auseinander. Dabei werden zunächst die verschiedenen Grundbausteine dieses Moleküls behandelt. Des Weiteren wird die dreidimensionale Molekülstruktur der DNA im Detail thematisiert. Dabei wird auf die Primär-, Sekundär- sowie Tertiärstruktur eingegangen, es werden aber auch die Unterschiede zur RNA herausgearbeitet. Während der Bearbeitung des Materials werden Fachbegriffe wie Polarität, Antiparallelität und komplementäre Basenpaarung eingeführt und definiert. Im Anschluss wird die Verpackung der DNA angesprochen, die als Arbeitsform lang gestreckt und entspiralisiert vorliegt, in ihrer Transportform aber stark komprimiert werden muss. Damit erlaubt das Material eine direkte Überleitung zum Thema Chromosomen und Genetik.

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozialform / Material

Didaktisch-methodischer Kommentar

Die Unterrichtseinheit eignet sich für den Unterricht in der gymnasialen Oberstufe im Fach Biologie. Sie kann problemlos bundesweit genutzt werden, orientiert sich aber hauptsächlich an den Rahmenlehrplänen der Bundesländer Hessen, Berlin und Brandenburg. Die Einheit kann für das Thema "Molekulargenetische Grundlagen des Lebens" angewandt werden. Sie liefert detaillierte Kenntnisse über die DNA-Doppelhelix, dessen Aufbau und Funktion sowie dessen bedeutende Rolle als Träger der genetischen Information. Dadurch ist ein deutlicher Bezug zur Lebenswelt gegeben. 

Die Einheit lässt sich insbesondere dafür nutzen, um grundlegende Kenntnisse zu vermitteln und so in das Themenfeld Genetik beziehungsweise das Thema der Proteinbiosynthese einzusteigen. Durch optionales Einbinden von Zusatzaufgaben eignet sich das Material auch für Leistungskurse oder heterogene Lerngruppen. Es werden verschiedene Lernmethoden und Sozialformen angeboten, sodass der Unterricht abwechslungsreich gestalten werden kann. Jedes Arbeitsblatt beinhaltet einen informativen Lesetext, der die Beantwortung der Fragen auf einfachem Lernniveau ermöglicht. Darüber hinaus stehen Aufgabenstellungen auf erweitertem Niveau zur Verfügung, sodass zum einen die Recherchefähigkeit in verschiedenen Medien geschult und zum anderen die Analyse und das kritische Auswählen von Quellen geübt wird.

Vorkenntnisse bezüglich einiger biologischer Grundlagen, die in der Einführungsphase vermittelt werden, sollten bekannt sein. Hierzu gehört ein Basiswissen zur Struktur und Funktion von Zellen, Proteinen und Enzymen.

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Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • beschreiben den Aufbau sowie die Funktion der DNA.
  • verstehen den Zusammenhang zwischen Struktur und Funktion auf Molekülebene.
  • stellen Unterschiede zwischen DNA und RNA gegenüber.
  • lernen die Bedeutung der DNA im menschlichen Körper kennen.

Medienkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • recherchieren in verschiedenen Medien und Informationsquellen.
  • analysieren digitale Inhalte und wählen diese bei ihrer Recherche kritisch aus.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • arbeiten in kleineren und größeren Gruppen miteinander und fördern dabei ihre Kommunikations- und Teamfähigkeit.
  • kommunizieren sachlich.
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Autorin

Portrait von Maike Schnucklake
Maike Schnucklake

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