Lösungen zu Genetik-Kapiteln 2 und 3 File

Genetik
Genetik
2
Grundlagen der Genetik
2.2
Zytologische Grundlagen der Vererbung
2.2.3 Kernphasenwechsel
Aufgaben
1. Woran erkennt man, ob eine Zelle diploid ist?
Je zwei Chromosomen gleich aus.
2. Worin stimmen homologe Chromosomen überein und worin unterscheiden sie sich?
Zwei homologe Chromosomen stimmen in Grösse und Gestalt überein und tragen die
gleichen Gene. Von diesen liegen aber z. T. unterschiedliche Allele vor.
3. Bei welchen Vorgängen wird die Chromosomenzahl der Zelle verdoppelt bzw. halbiert?
Die Chromosomenzahl wird bei der Befruchtung (Verschmelzung der Gametenkerne)
verdoppelt und bei der Meiose halbiert.
2.4
Meiose und Rekombination
Aufgaben
1. Vergleichen Sie die Resultate von Mitose und Meiose.
In der Interphase werden die Chromatinfasern im Kern verdoppelt. Der Chromosomensatz
wird nicht verdoppelt!!! Bei der Mitose teilt sich ein Kern in zwei identische Tochterkerne.
Der Chromosomensatz bleibt unverändert. Bei der Meiose teilt sich ein diploider Kern in
vier genetisch unter-schiedliche haploide Kerne.
2. Was ist der Hauptunterschied zwischen Anaphase I und Anaphase II der Meiose?
In der Anaphase I werden die homologen Chromosomen getrennt, in der Anaphase II
Schwesterchromatiden.
3. Worauf beruht die Rekombination bei der Meiose?
Die Rekombination beruht auf der zufälligen Verteilung mütterlicher und väterlicher Chromosomen in der Anaphase I (interchromosomale Rekombination) und auf dem Stückaustausch (Crossing-over) zwischen den gepaarten Chromatiden in der Prophase I (innerchromosomale Rekombination).
4. Was geschieht beim Crossing-over und welche Konsequenz hat das für die Vererbung?
Beim Crossing-over tauschen die Chromatiden der gepaarten homologen Chromosomen
in der Prophase I homologe Stücke aus. Dadurch werden Gene bzw. Allele von zwei
Chromatiden neu kombiniert.
3c, FS 2015
1
KST
HAT
Genetik
5. Unter welcher Voraussetzung wären die bei der Meiose aus einem diploiden Kern gebildeten Kerne genetisch identisch?
Die vier aus einem diploiden Kern gebildeten haploiden Kerne wären genetisch identisch,
wenn alle mütterlichen und väterlichen Chromosomen des diploiden Kerns genetisch
identisch wären.
3
Regeln der Vererbung
3.2
Monohybrider Erbgang
3.2.3 Zweite mendelsche Regel
Aufgaben
1. Die Samen einer Bohnenpflanze werden gepflanzt, wachsen und bilden Früchte. Vergleichen Sie die Pflanzen und deren gebildete Früchte bezüglich aussehen miteinander.
Aus den Samen entstehen Pflanzen mit unterschiedlichem Erbgut, die auch unterschiedliche Früchte tragen. Die Pflanzen entwickeln sich aus dem Embryo, der aus der Zygote
gebildet wurde, und haben darum Gene und Eigenschaften beider Eltern.
2. a) Eine schwarze und eine weisse Maus haben miteinander zahlreiche Nachkommen, die
ausnahmslos schwarz sind. Was schliessen Sie daraus?
Das Resultat beweist:
o Die Nachkommen sind uniform, d. h., die Eltern sind also reinerbig.
o Das Allel für schwarzes Fell ist dominant gegenüber dem Allel für weisses Fell.
b) Zwei von diesen Nachkommen haben miteinander 8 Junge. Welche Farbe haben diese?
Die zwei schwarzen Mäuse der F1 sind mischerbig. Ihre Nachkommen können schwarz
oder weiss sein. Bei einer sehr grossen Zahl von Nachkommen wäre die Zahl der
schwarzen dreimal höher als die Zahl der weissen. Bei nur acht Nachkommen müssen
aber von diesen nicht sechs schwarz und zwei weiss sein. Es kann durchaus sein,
dass zufällig alle schwarz oder alle weiss sind.
3. Eine nichtgescheckte Kuh wirft nach einem Date mit einem ebenfalls nichtgescheckten
Stier ein geschecktes Kalb. Was schliessen Sie daraus?
o Kuh und Stier müssen beide mischerbig sein.
o Das Allel für geschecktes Fell muss rezessiv und bei beiden Eltern vorhanden sein.
4. Zwei kraushaarige Meerschweinchen haben miteinander kraushaarige und glatthaarige
Nachkommen. Was schliessen Sie daraus in Bezug auf die Eltern der beiden Meerschweinchen?
Da ihre Nachkommen nicht uniform sind, sind die kraushaarigen Meerschweinchen nicht
reinerbig. Von ihren Eltern war einer glatthaarig.
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KST
HAT
Genetik
3.3
Erklärung der mendelschen Regeln mit Hilfe der Chromosomen
3.3.3 Kombinationsquadrat als Analysetool
2. Ein weisses und ein schwarzes Meerschweinchen haben ausschliesslich schwarze Junge. Von diesen wird eines mit einem weissen gekreuzt. Wie sehen die Nachkommen aus?
Zeichnen Sie für beide Kreuzungen das Kombinationsquadrat.
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Genetik
3. Ein Bauer besitzt einen Acker mit rotblütigen Erbsenpflanzen. Im folgenden Frühling sät er
von deren Samen aus. Zu seinem Erstaunen erhält er neben 135 rotblütigen auch 46
weissblütige Pflanzen. Wie ist diese Beobachtung genetisch zu erklären? Begründen Sie
das Auftreten zweier Phänotypen und die beobachteten Zahlen mittels eines Kombinationsquadrats.
Die Mutterpflanzen sind mischerbig. Somit kann in der folgenden Generation auch der rezessive Erbfaktor reinerbig auftreten. Die Wahrscheinlichkeit dafür beträgt 25% gemäss
der zweiten mendelschen Regel. Wir können also annehmen, dass jede vierte Pflanze
der F1-Generation den Phänotyp weisse Blüten hat. Das entspricht sehr gut den 46 Pflanzen (von 181). Die restlichen Pflanzen der F1-Generation weisen den Phänotyp rote Blüten auf. Das Ausspaltungsverhältnis beträgt 2.94:1
Kreuzungsschema
Rr x Rr
R
r
R
RR
Rr
r
Rr
rr
Dunkelgrau: Gameten der P-Generation
Hellgrau: Genotyp der F1-Generation
Das Verhältnis der Phänotypen rot zu weiss beträgt gemäss Kreuzungsschema 3 : 1.
3.3.4 Intermediärer Erbgang
2. a) Erstellen Sie ein Kombinationsquadrat, indem Sie eine rot blühende Wunderblume mit
einer weiss blühenden Wunderblume kreuzen (P-Generation). Vergessen Sie nicht die
Zellen des Kombinationsquadrates zu beschriften. Zeichnen Sie, wie Sie das im Unterricht kennen gelernt haben, neben den Genotypen der F1-Generation auch die entsprechenden Phänotypen ein.
P-Generation
Gameten
crcr
cwcw
x
cr
cw
cw
Dunkelgrau: Gameten der P-Generation
Hellgrau:
Individuen der F1-Generation
(Genotyp und Phänotyp)
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cr
crcw
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Genetik
b) Stellen Sie anhand eines weiteren Kombinationsquadrats die Weiterkreuzung der aus
a) entstandenen F1-Generation unter sich dar.
crcw
F1-Generation
Gameten
cr
crcw
x
cw
cr
cr
cw
cr
crcr
crcw
crcw
crcw
cwcw
cw
Dunkelgrau: Gameten der F1-Generation
Hellgrau:
Individuen der F2-Generation
(Genotyp und Phänotyp)
3. Ergänzen Sie den untenstehenden Lückentext.
In der F2 treten die Merkmale der P-Generation wieder auf. Statistisch haben je
25 % der Nachkommen haben den Genotyp crcr bzw. cwcw und bilden
rote bzw. weisse Blüten. Die restlichen 50 % haben den Genotyp
crcw und blühen rosa. In der F2-Generation gibt es also 3 (Anzahl)
Genotypen
und
das
genotypische
Aufspaltungsverhältnis
ist
r r
r w
w w
cc : cc
: c c
= 1 : 2 : 1. Die Genotypen führen zu 3
(Anzahl)
Phänotypen.
Das
phänotypische
Aufspaltungsverhältnis
ist
rot : rosa : weiss = 1 : 2 : 1. Somit entspricht das genotypische dem phänotypischen Aufspaltungsverhältnis.
Die Phänotypen der Wunderblume lassen sich folgendermassen erklären:
o Wunderblumen mit dem Genotyp crcr besitzen zwei Allele cr mit der Information zur
Bildung des Enzyms, das die Produktion des roten Farbstoffs ermöglicht. Ihre Zellen
stellen darum viel von diesem Enzym und dadurch viel roten Farbstoff her: Die Blüten sind rot.
o Bei Wunderblumen mit dem Genotyp cwcw fehlt das Allel cr für die Bildung des Enzyms, das die Produktion des roten Farbstoffs ermöglicht. Ihre Zellen stellen dieses
Enzym und darum auch den roten Farbstoff nicht her: Die Blüten sind
weiss.
o Wunderblumen mit dem Genotyp crcw besitzen nur ein Allel cr mit der Information
zur Bildung des Enzyms, das die Synthese des roten Farbstoffs ermöglicht. Ihre Zellen stellen darum etwas von diesem Enzym und dadurch etwas roten Farbstoff her:
Die Blüten sind rosa.
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