Strukturelle Chromosomenaberrationen

Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit lernen die Schülerinnen und Schüler strukturelle Chromosomenaberrationen kennen, die anhand von Abbildungen behandelt werden.

  • Biologie / Ernährung und Gesundheit / Natur und Umwelt
  • Sekundarstufe II
  • 1 Unterrichtsstunde
  • Ablaufplan
  • 6 Arbeitsmaterialien

Beschreibung der Unterrichtseinheit

In dieser Unterrichtseinheit geht es um die strukturellen Veränderungen, die in einem Chromosom entstehen können. Die Motivation der Lernenden erfolgt durch ein Video, das das Katzenschrei-Syndrom vorstellt. Das Video sollte jedoch nur für eine Minute und 15 Sekunden gezeigt werden, weil dann die Ursache für das Syndrom erklärt wird. Alternativ kann die Abbildung eines Betroffenen gezeigt werden und die Symptome können von der Lehrkraft vorgestellt werden.

Anschließend wird das Karyogramm eines vom Katzenschrei-Syndrom Betroffenen gezeigt. Nun erfolgt die Überleitung zur Erarbeitungsphase mithilfe der Frage, wie ein solch schwerwiegendes Syndrom ohne Abweichung der Anzahl der Chromosomen zustande kommen kann. Zur Klärung der Frage bearbeiten die Schülerinnen und Schüler die Arbeitsblätter 1, 2 und 3 in Paararbeit. Die Abbildungen auf dem Arbeitsblatt sind bewusst schematisch dargestellt, um die Vorgänge bei den strukturellen Aberrationen zu veranschaulichen.

Nach dieser Erarbeitungsphase werden die Ergebnisse der Schülerinnen und Schüler gesichert, indem die Lehrkraft die Ergebnisse sammelt und zum Beispiel mithilfe einer Dokumentenkamera direkt auf dem Arbeitsblatt notiert. Die Zeichnungen der Lernenden können als kurze Präsentationen ebenfalls mithilfe einer Dokumentenkamera gezeigt werden. Als Zirkelschluss wird am Ende der Stunde noch einmal das Karyogramm eines Katzenschrei-Syndrom Betroffenen gezeigt und die Schülerinnen und Schüler analysieren, um welche der eben erlernten strukturellen Chromosomenaberrationen es sich handelt (Deletion).

Fehlende Gene als Ursache für die Schwere des Syndroms können ebenfalls besprochen werden. Als Hausaufgabe bietet es sich an, die Schülerinnen und Schüler nach einem Syndrom zu einer der anderen strukturellen Aberrationen recherchieren zu lassen. Die Ergebnisse könnten in der Folgestunde durch die Schülerinnen und Schüler präsentiert werden.

Ergänzend oder vertiefend zur Unterrichtseinheit gibt es interaktive Übungen. Damit können die Lernenden ihre Erkenntnisse weiter festigen und wiederholen.

Unterrichtsablauf

Inhalt
Sozial- / Aktionsform

Didaktisch-methodischer Kommentar

Diese Unterrichtseinheit handelt von den strukturellen Chromosomenaberrationen. Als motivierender Einstieg wird den Schülerinnen und Schülern das Katzenschrei-Syndrom mittels Video oder Präsentation durch die Lehrkraft vorgestellt. Viele Schülerinnen und Schüler gehen nun davon aus, dass es sich um ein weiteres Beispiel für die numerischen Chromosomenaberrationen handelt. Diese Form der Chromosomenaberration sollte den Schülerinnen und Schüler zu diesem Zeitpunkt also bereits bekannt sein. Um diese Annahme zu widerlegen, wird durch die Lehrkraft das Karyogramm eines Betroffenen präsentiert, auf dem keine Abweichung der Anzahl der Chromosomen zu erkennen ist. Durch die Markierung im Karyogramm können sie jedoch spekulieren, was die Ursache für dieses Syndrom ist. Nun ist das Interesse der Lernenden geweckt und sie bekommen die Arbeitsblätter 1, 2 und 3 ausgehändigt, um mögliche Ursachen zu erforschen.

Auf den Arbeitsblättern erstellen die Schülerinnen und Schüler zum einen Beschreibungen der Vorgänge während einer strukturellen Chromosomenaberration, zum anderen bekommen sie eine Beschreibung und fertigen selbst Zeichnungen an. So wird ein intensives Beschäftigen der Lernenden mit dem Unterrichtsstoff gewährleistet.

In der sich anschließenden Sicherungsphase werden die Beschreibungen der Lernenden durch die Lehrkraft gesammelt, die angefertigten Zeichnungen werden durch die Schülerinnen und Schüler präsentiert. So erfährt die Klasse, dass ihre Mühe während des Anfertigens der Zeichnungen honoriert wird. Am Ende der Unterrichtsstunde wird als Zirkelschluss das Karyogramm eines Betroffenen erneut gezeigt und im gemeinsamen Gespräch wird geklärt, dass es sich beim Katzenschrei-Syndrom um eine Deletion handelt. Dies dient der Wiederholung und Festigung des in dieser Stunde Erlernten.

Ergänzend zur Unterrichtseinheit gibt es interaktive Übungen. Darin können die Schülerinnen und Schüler das Erlernte festigen und wiederholen.

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Unterrichtsmaterial "Numerische Chromosomen-Aberration" zum Download (PDF)

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Vermittelte Kompetenzen

Fachkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • lernen Deletion, Duplikation, Inversion, Insertion, Translokation und reziproke Translokation als strukturelle Chromosomenaberrationen kennen.
  • erkennen die Ursachen dieser Chromosomenaberrationen auf chromosomaler Ebene.
  • beschreiben die Insertion als eine Übertragung eines Mittelstücks des einen Chromosoms auf den mittleren Teil eines anderen Chromosoms.
  • erklären die Ursache für das Katzenschrei-Syndrom mithilfe von Fachbegriffen.

Sozialkompetenz

Die Schülerinnen und Schüler

  • präsentieren ihre Ergebnisse adressatengerecht.
  • üben in Partnerarbeit den sozialen Umgang mit dem Partner ein.
  • üben während der Diskussion einen respektvollen Umgang mit den Mitmenschen ein.

Autorin

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Julia Bäumlisberger

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