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Stammbäume erstellen – Homologie, Analogie und molekulare Methoden

Stammbäume zeigen evolutionäre Verwandtschaften von Arten. Phylogenetische Stammbäume offenbaren diese Beziehungen. Erfahre, wie man Stammbäume erstellt und unterscheide zwischen monophyletischen und polyphyletischen Gruppen. Interessiert? Mehr darüber erfährst du im folgenden Text.

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Bio-Team
Stammbäume erstellen – Homologie, Analogie und molekulare Methoden
lernst du in der 11. Klasse - 12. Klasse - 13. Klasse

Stammbäume erstellen – Homologie, Analogie und molekulare Methoden Übung

Du möchtest dein gelerntes Wissen anwenden? Mit den Aufgaben zum Video Stammbäume erstellen – Homologie, Analogie und molekulare Methoden kannst du es wiederholen und üben.
  • Gib an, wozu ein Stammbaum dient und wie er erstellt werden kann.

    Tipps

    Es gibt mehrere Möglichkeiten, um Stammbäume zu erstellen.

    Bei Stammbäumen geht es um die Vorfahren und Verwandtschaft der Lebewesen.

    Lösung

    Stammbäume spiegeln die Verwandtschaftsbeziehungen verschiedener Lebewesen wider und klären z.B. die Frage, ob es gemeinsame Vorfahren gibt. Ein Stammbaum kann durch die Analyse von DNA- und Proteinsequenzen erstellt werden. Doch auch der Vergleich des Körperbaus lebender Tiere oder Fossilien kann zur Erstellung eines Stammbaums genutzt werden.

  • Gib die Methoden der Stammbaumforschung wieder.

    Tipps

    Vielleicht hilft dir die Wortbedeutung: Morphologie = Wissenschaft von der Gestalt und Form der Lebewesen

    Die Übersetzung der Fachbegriffe hilft dir bestimmt weiter: homolog = übereinstimmend und analog = ähnlich, entsprechend.

    Lösung

    Die Morphologie, also die Betrachtung des Körperbaus und besonders der Knochen der Tiere ist eine traditionelle Methode der Stammbaumforschung. Homologe Merkmale deuten auf gemeinsame Vorfahren hin, während analoge Merkmale zwar ähnlich aussehen, sich aber aufgrund der Anpassung an ähnliche Lebensbedingungen unabhängig voneinander entwickelt haben. Der Vergleich von DNA- und Proteinsequenzen ist eine moderne Methode der Stammbaumforschung.

  • Erläutere die molekularen Methoden zur Erstellung eines Stammbaums.

    Tipps

    Veränderungen in der DNA treten mit etwa der gleichen Häufigkeit auf.

    Eine Veränderung des Erbguts (DNA) wird auch Mutation genannt.

    Lösung

    Im Laufe der Evolution ändert sich das Erbgut der Lebewesen ständig durch zufällige Mutationen. Daher sprechen ähnliche DNA- und Proteinsequenzen für einen hohen Verwandtschaftsgrad. Auch Aussagen über den Zeitpunkt der Abspaltung einer Gruppe in einem Stammbaum sind möglich: Die Veränderungen in der DNA, also die Mutationen, treten ungefähr mit der gleichen Häufigkeit auf. Dadurch kann man sagen, wann die Abspaltung einer Gruppe geschah und wann der letzte gemeinsame Vorfahre gelebt hat.

  • Entscheide, ob das Merkmal analog oder homolog ist.

    Tipps

    Merkmale, die sich unabhängig voneinander entwickeln, nennt man analoge Merkmale.

    Merkmale, die einen gemeinsamen Ursprung haben, werden als homologe Merkmale bezeichnet.

    Lösung

    Ähnliche Merkmale, die sich aufgrund ähnlicher Umweltbedingungen entwickeln, werden analoge Merkmale genannt. Dazu gehören z.B. die Stromlinienform oder die Grabbeine von Maulwurf und Maulwurfsgrille. Homologe Merkmale haben einen gemeinsamen Ursprung. Ein Beispiel hierfür ist der Flügel der Fledermaus und die Flosse des Wals.

  • Ergänze die Begriffe zum Thema Stammbaum.

    Tipps

    Vielleicht erkennst du die Vorsilbe mono = ein, einzig, allein im Begriff monophyletisch?

    Die griechische Vorsilbe poly = viel, mehr kommt im Begriff polyphyletisch vor.

    Lösung

    Die Verbindungslinien, die bei einem Stammbaum auftreten, werden als Äste bezeichnet. An der Spitze steht die Art. An den Verzweigungspunkten gehen aus einem einzigen Ast zwei Äste hervor. An diesen Verzweigungspunkten gab es einen gemeinsamen Vorfahren. Im Laufe der Evolution entwickelten sich beide Äste getrennt voneinander weiter. Wenn es einen letzten gemeinsamen Vorfahren gab oder gibt, spricht man von einer monophyletischen Gruppe. Gab oder gibt es diesen Vorfahren nicht, ist die betrachtete Gruppe polyphyletisch. Merkmale, die bereits beim gemeinsamen Vorfahren auftraten, nennt man ursprüngliche Merkmale. Merkmale, die sich im Laufe der Evolution verändern oder sogar neu entstehen, werden als abgeleitete Merkmale bezeichnet.

  • Analysiere den unten dargestellten Stammbaum.

    Tipps

    Die Verbindungslinien geben dir Auskunft über die Verwandtschaftsbeziehungen.

    Je weiter unten sich eine Verzweigung befindet, desto früher fand die Abspaltung statt.

    Lösung

    Vögel und Reptilien haben einen gemeinsamen Vorfahren. Es handelt sich also um eine monophyletische Gruppe. Sie sind enger miteinander verwandt als z.B. mit den Amphibien. Die Fische haben sich bereits vor den Amphibien von den Säugetieren abgespalten. Anhand der Verzweigung lässt sich erkennen, dass Fische und Säugetiere einen gemeinsamen Vorfahren haben.