Lösungen zum Genetik

Genetik
6
Humangenetik
6.2
Monogene und polygene Merkmale
6.2.1 Vererbung monogener Merkmale
Blutgruppen des AB0-Systems
Aufgaben
1. Ist es möglich, dass eine Frau mit Blutgruppe A und ein Mann mit Blutgruppe B ein Kind
mit Blutgruppe 0 haben?
Ja. Das Kind, das den Genotyp ii hat, kann von beiden Eltern das Allel i geerbt haben. Die
Mutter muss also den Genotyp IAi, der Vater IBi haben.
2. Welche Blutgruppe(n) kann das Kind einer Frau mit Blutgruppe AB und eines Mannes mit
A nicht haben?
Der Genotyp der Mutter ist IAIB, der Vater kann IAIA oder IAi sein. Die Eizelle hat das Allel IA
oder IB, das Spermium IA oder i.
Das Kind kann also den Genotyp IAIB, IAIA, IAi oder IBi haben, d. h., es kann jede Blutgruppe besitzen ausser 0.
3. Welche Blutgruppen und welche Genotypen können die Eltern haben, wenn sie vier Kinder mit den Blutgruppen A, B, 0 und AB haben?
Ein Elter muss die Blutgruppe A (Genotyp IAi) haben, der andere B (Genotyp IBi).
4. Wo liegt der Unterschied zwischen intermediärer Vererbung und kodominanter Vererbung?
Bei der intermediären Vererbung liegt der Phänotyp von Heterozygoten zwischen denjenigen von Homozygoten (Beispiel rosarote Blüten der Wunderblume). Bei der kodominanten Vererbung sind im Phänotyp beide Merkmalsformen der Homozygoten vorhanden
(Beispiel Blutgruppe AB mit beiden Kohlenhydratzusätzen nebeneinander).
Der Rhesusfaktor
Aufgaben
1. Kann eine rhesuspositive Frau ein rhesusnegatives Kind haben? Wenn ja, welchen Genotyp muss sie haben und was kann man über den Vater sagen?
Ein rhesusnegatives Kind hat von beiden Eltern das Allel d erhalten. Die Eltern können also rh- (dd) oder Rh+ (Dd) sein.
3c, FS 2015
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KST
HAT
Genetik
2. Eine Frau mit der Blutgruppe A/rh- hat ein Kind mit Blutgruppe AB/rh-. Kann ein Mann mit
Blutgruppe 0/Rh+ der Vater sein? Begründen Sie Ihre Antwort.
Der Mann mit Blutgruppe 0 kann nicht der Vater sein. Die Frau hat den Genotyp IAIA/dd
oder IAi/dd, das Kind IAIB/dd. Das Kind muss also die Allele IB und d vom Vater geerbt haben. Dieser kann somit B oder AB sein und Rh+ (Dd) oder rh- (dd).
3. Welche Blutgruppe(n) kann ein Kind mit folgenden Eltern haben?
A] 0/Rh+ und 0/rhB] A/rh- und B/rhC] 0/Rh+ und AB/rhA] 0/Rh+ und 0/rh-: Die Genotypen der Eltern sind ii/D? (das Fragezeichen steht für D
oder d) und ii/dd. Das Kind hat Blutgruppe 0 und kann Rh+ oder rh- sein.
B] A/rh- und B/rh-: Die Genotypen der Eltern sind IAIA/dd oder IAi/dd und IBIB/dd oder
IBi/dd. Das Kind ist rh- und kann die Blutgruppe A, B, AB oder 0 haben.
C] 0/Rh+ und AB rh-: Die Genotypen der Eltern sind ii/D? und IAIB/dd. Das Kind kann
Blutgruppe A oder B haben und Rh+ oder rh- sein.
4. Können sich Zwillinge gegenseitig Blut spenden?
Zwillinge können sich nur dann gegenseitig Blut spenden, wenn sie die gleiche Blutgruppe
haben. Das trifft bei eineiigen Zwillingen immer zu.
3c, FS 2015
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KST
HAT
Genetik
6.3
Vererbung von Erbkrankheiten
6.3.3 Stammbaumanalysen
Aufgaben
1. a) Wird die im Stammbaum ersichtliche Erbkrankheit autosomal-dominant oder autosomal-rezessiv vererbt?
Autosomal-rezessiver Erbgang
b) Welches ist das Elternpaar, bei dem man beweisen kann, wie diese Erbkrankheit vererbt wird? Begründen Sie Ihre Antwort.
Der rezessive Erbgang kann am Ehepaar mit Mann Nr. 8 und Frau Nr. 9 und ihrem
Sohn Nr. 14 bewiesen werden: Die beiden Eltern sind gesund. Da deren Sohn jedoch
krank ist, müssen beide Elternteile heterozygot sein, also je ein Defektallel aufweisen.
Der Sohn ist homozygot krank, weist also zwei Defektallele auf.
c) Welchen Genotyp müssen die Personen 8, 9, 14, 15, 18, 19, 20 und 21 haben?
8 Bb
14 bb
18 Bb
20 bb
9 Bb
15 Bb
19 bb
21 Bb
d) Welchen Genotyp hat die Person 13? Begründe Sie.
BB oder Bb da deren Eltern beide heterozygot sind.
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3c, FS 2015
1
2
6
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3
8
9
12
13
14
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18
3
19
4
10
11
15
20
21
KST
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Genetik
2. a) Wird die im Stammbaum ersichtliche Erbkrankheit autosomal-dominant oder autosomal-rezessiv vererbt?
Autosomal-dominanter Erbgang
b) Welches ist das Elternpaar, bei dem man beweisen kann, wie diese schwarze Merkmalsform vererbt wird? Begründen Sie Ihre Antwort.
Der dominante Erbgang kann am Ehepaar mit Mann Nr. 8 und Frau Nr. 9 und ihrem
Sohn Nr. 14 bewiesen werden: Die kranken Eltern müssen heterozygot sein, denn nur
so ist es möglich, dass bei gewissen Kindern, hier Sohn Nr. 14, kein dominantes Defektallel auftritt, und so das Kind homozygot gesund ist.
c) Bestimmen Sie bei allen 20 Personen die möglichen Genotypen.
1
2
3
4
aa
Aa
Aa/AA*
Aa/AA*
5
6
7
8
aa
aa
aa
Aa
9 Aa
10 Aa/AA
11 Aa/AA
12 aa
13
14
15
16
Aa/AA
aa
aa
Aa
17
18
19
20
Aa
aa
aa
aa
* Da die weibliche Person Nr. 9 heterozygot ist, muss mindestens eine der zwei
Personen Nr. 3 und 4 ein Allel a aufweisen.
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3c, FS 2015
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6
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3
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9
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4
4
10
11
15
19
20
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Genetik
3. a) Welcher der vier möglichen Erbgänge von Erbkrankheiten ist im untenstehenden Familienstammbaum vorhanden?
X-chromosomal-dominanter Erbgang
b) Führen Sie für alle Personen die möglichen Genotypen auf.
1
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3
4
5
XY
XdX
XY
XX
XdX
6
7
8
9
10
XY
XdX
XY
XX
XY
11
12
13
14
15
XX
XY
XY
XX
XdX
16 XY
17 XY
18 XdX
4. a) Wird die im Stammbaum ersichtliche Erbkrankheit X-chromosomal-dominant oder Xchromosomal-rezessiv vererbt?
X-chromosomal-rezessiver Erbgang
Bemerkung: Grundsätzlich wäre auch einen X-chromosomal-rezessiver Erbgang denkbar. Jedoch sind gemäss Stammbaum mehrere „Hinweise“ vorhanden, dass es sich
eher um einen X-chromosomal-rezessiven Erbgang handeln würde:
o Mehr männliche Personen betroffen als weibliche Personen
o Die männlichen Personen Nr. 4 und 5 sind krank, die weiblichen Personen 6 bis 9
sind gesund.
o Die Väter Nr. 10 und 22 der kranken Töchter Nr. 21, 26 und 27 sind krank.
b) Führen Sie für alle Personen die möglichen Genotypen auf.
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4
5
6
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3c, FS 2015
XY
XdXd
XX od. XdX
XdY
XdY
XdX
XdX
8
9
10
11
12
13
14
XY
XdX
XdY
XdX
XY
XY
XdY
15
16
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19
20
21
5
XdY
XY
XdX
XY
XdY
XdX
XdXd
22
23
24
25
26
27
28
XdY
XY
XdY
XX od. XdX
XdXd
XdXd
XdY
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Genetik
5. Bestimmen Sie aus diesem „Ministammbaum“ den Erbgang dieser Erbkrankheit. Begründen Sie Ihre Antwort!
1. Die Erbkrankheit wird rezessiv vererbt. Begründung: Gesunde Eltern haben kranke
Kinder.
2. Die Erbkrankheit wird autosomal vererbt. Begründung: Der gonosomale Erbgang ist
nicht möglich, da ein gesunder Mann nicht Vater einer kranken Tochter sein kann.
6. a) Welcher der vier möglichen Erbgänge von Erbkrankheiten ist im untenstehenden Familienstammbaum vorhanden?
Autosomal-dominanter Erbgang
b) Führen Sie für alle Personen die möglichen Genotypen auf.
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3c, FS 2015
aa
Aa
aa
Aa
aa
aa
7
8
9
10
11
12
Aa
Aa
aa
Aa
aa
Aa
13
14
15
16
17
18
6
Aa
aa
Aa
aa
aa
aa
19
20
21
22
23
Aa od. AA
Aa od. AA
aa
aa
aa
KST
HAT
Genetik
7. Im untenstehenden Stammbaum sind gesunde Personen, welche ein Defektallel aufweisen, mit einem Punkt markiert.
a) Welcher der vier möglichen Erbgänge von Erbkrankheiten ist im untenstehenden Familienstammbaum vorhanden?
X-chromosomal rezessiver Erbgang
b) Führen Sie für die Personen Nr. I-1, I-2, III-1, III-2, III-3, IV-1 und IV-2 die möglichen
Genotypen auf.
I-1
I-2
XY
XdX
III-1
III-2
III-3
XdY
XX
XX
IV-1
IV-2
XdY
XY
c) Bei Person Nr. IV-6 ist das Geschlecht nicht angegeben (Zeichen dafür: ein auf einem
Spitz stehende Quadrat). Angenommen, es diese Person wäre ein Mädchen, wie gross
ist die Wahrscheinlichkeit, dass es
1. ein Defektallel trägt
Da die Mutter ein Normalallel und ein Defektallel trägt, weist die Tochter mit einer
Wahrscheinlichkeit von 50% ebenfalls ein Defektallel.
2. krank ist
Da es sich um einen rezessiven Erbgang handelt, müsste die Tochter zwei Defektallele aufweisen, um krank zu sein. Da aber nur die Mutter ein Defektallel vererben
kann, beträgt die Wahrscheinlichkeit einer kranken Tochter 0%.
3c, FS 2015
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KST
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8. a) Welcher der vier möglichen Erbgänge von Erbkrankheiten ist im untenstehenden Familienstammbaum vorhanden?
Autosomal rezessiver Erbgang
b) Führen Sie für die Personen Nr. 11 und 12 sowie Nr. 16 bis 29 die möglichen Genotypen auf.
11
12
16
17
Aa
Aa
aa
aa
18
19
20
21
Aa
Aa
AA oder Aa
Aa
22
23
24
25
aa
aa
aa
AA oder Aa
26
27
28
29
aa
AA oder Aa
aa
Aa
c) Was lässt sich über die Genotypen der Personen Nr. 3 und 4 sagen?
Die beiden gesunden Eltern Nr. 3 und 4 vererben ein Allel a an ihren Sohn Nr. 11. Daher muss mindestens ein Allel a vorhanden sein. Die möglichen Genotypen der Eltern
lauten: AA und Aa oder Aa und Aa.
3c, FS 2015
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KST
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9. a) Welche Erbgänge sind gemäss folgendem Stammbaum grundsätzlich denkbar? Damit
Sie für jeden denkbaren Erbgang die Genotypen eintragen können, finden Sie den
Stammbaum vierfach abgedruckt.
Möglich sind folgende Erbgänge: autosomal rezessiv, autosomal dominant und Xchromosomal rezessiv.
Nicht möglich ist lediglich der X-chromosomal dominante Erbgang. Begründung: Bei Xchromosomal dominantem Erbgang haben kranke Väter kranke Töchter. Dies ist im
abgebildeten Stammbaum aber nicht der Fall.
b) Welcher Erbgang scheint Ihnen am Wahrscheinlisten zu sein? Begründen Sie.
Am Wahrscheinlichsten ist der X-chromosomal-rezessive Erbgang, da viel mehr männliche Personen als weibliche Personen von der Krankheit betroffen sind.
3c, FS 2015
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