Einsatzfertige Klausuraufgabe (40 BE, 90 Min.) für den Biologie-Leistungskurs im Inhaltsfeld Genetik und Evolution (Schwerpunkt Molekulargenetik / Genmutationen). Bestimmte Darmbakterien bilden den Naturstoff Colibactin, der das Erbgut schädigt – und dabei ein charakteristisches Mutationsmuster hinterlässt. Ausgehend von einem Sequenzausschnitt des Tumorsuppressorgens APC, der Altersverteilung der Colibactin-Signatur in Darmkrebs-Genomen und einem kontrollierten Organoid-Experiment ermitteln die Lernenden Mutationstypen und ihre Folgen für Genprodukt und Phänotyp, werten den isogenen Versuch aus und beurteilen, ob sich daraus eine Beteiligung von Colibactin an der Krebsentstehung ableiten lässt – im Kern: Korrelation vs. Kausalität.

Diese Klausuraufgabe orientiert sich an den Vorgaben des Kernlehrplans Biologie (Sekundarstufe II, Gymnasium/Gesamtschule NRW) für den Leistungskurs und an den Konstruktionsvorgaben für das Zentralabitur. Sie ist durchgängig materialgestützt und über fünf operationalisierte Teilaufgaben aufgebaut. Die Anforderungsbereiche sind ausgewogen verteilt (AFB I 27,5 %, AFB II 45 %, AFB III 27,5 %).

Die Lernenden beschreiben zunächst das Konzept der Mutationssignatur, ermitteln an einem APC-Sequenzausschnitt zwei Mutationstypen (Basensubstitution mit Stoppcodon; Deletion mit Leserasterverschiebung) und erläutern deren Auswirkungen auf Genprodukt und Phänotyp. Anschließend fassen sie die Altersverteilung der Colibactin-Signatur in Darmkrebs-Genomen zusammen und werten ein isogenes Organoid-Experiment (pks⁺ vs. pksΔclbQ) aus, in dem Colibactin als einzige Variable kontrolliert ist. Die abschließende Beurteilung verlangt, korrelative Befunde von der experimentell belegten Verursachung der Mutationen zu trennen und die Reichweite des Schlusses (Mutationen ja – Krebsentstehung nicht belegt) kritisch einzuordnen.

Paketinhalt:

• Aufgabenstellung mit Einleitungstext und fünf operationalisierten Teilaufgaben (mit BE- und AFB-Angaben)

• vier Materialien (M1–M4): Mutationssignatur-Konzept, APC-Sequenzausschnitt, Altersverteilung der Colibactin-Signatur, isogenes Organoid-Experiment

• ausführlicher Erwartungshorizont mit Aufschlüsselung der Bewertungseinheiten je Teilleistung und AFB-Zuordnung

• Stichpunkt-Übersicht der erwarteten Schülerleistungen

• Übersicht der geprüften Kompetenzerwartungen (Kernlehrplan Biologie NRW 2022)

Hinweis:

Es handelt sich um eine Klausuraufgabe. Sie kann in Kombination mit anderen Klausuraufgaben als Baustein oder als Übungsaufgabe für das Abitur genutzt werden.

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