Tutoriumsaufgaben

Buffl

Grundlagen der Genetik

von Vivien K.

Was passiert, wenn zwei Mutationen sich nicht gegenseitig komplementieren

bei Komplementationstest erscheint in F1 ein veränderter Phänotyp

—> Mutationen werden nicht unabhängig voneinander vererbt

—> betreffen das gleiche Gen oder zwei benachbarte Genloci auf gleichem Chromosom

Die 4 Argumente für sexuelle vermehrung nennen und erklären

Red Queen
Tangled Bank
wenn ein Individuum zwei Gene desselben Typs trägt, kann ein Gen mit einer nachteiligen Mutation durch das andere ersetzt werden
bei sexueller Vermehrung werden Resistenzen gegen Pathogene effektiv gemischt

Mendelsche Regel

—> Uniformitätsregel

Kreuzt man zwei reinerbige (homozygote) Eltern, die sich in einem Merkmal unterscheiden, sind alle Nachkommen genotypisch und phänotypisch gleich (uniform).

Mendelsche Regel

—> Spaltungsregel

Kreuzt man die heterozygoten Individuen der F1 Generation untereinander, spalten sich die Nachkommen (F2 Generation), sowohl im Genotyp als auch im Phänotyp auf. Die Nachkommen sind also nicht mehr gleich (uniform). Die unterschiedlichen Merkmalsformen spalten sich dabei immer in einem bestimmten Zahlenverhältnis auf

Bei einem dominant rezessiven Erbgang lautet das Zahlenverhältnis der F2-Generation im Genotyp 1:2:1 und im Phänotyp 3:1

Mendelsche Regel

—> Unabhängigkeits-/Neukombinationsregel

Es findet eine Kreuzung von Eltern statt, die sich in zwei Merkmalen (dihybrider Erbgang / Dihybridenkreuzung ) unterscheiden, für die sie jeweils reinerbig sind. Dabei werden die jeweiligen Erbanlagen frei und unabhängig voneinander an die Nachkommen vererbt.

Bei einem dominant-rezessiven Erbgang ergibt sich eine Aufspaltung im Zahlenverhältnis: 9:3:1

Wesentliche Unterschiede zwischen Mitose und Meiose

	Mitose	Meiose
Funktion	Vermehrung v. Körperzellen	Bildung v. Keimzellen/Geschkechtszellen
Ort	in wachsenden Zellen	in den Gonaden
Ablauf	Prophase, Metaphase, Anaphase, Telophase	Prophase 1, Metaphase 1, Anaphase 1, Telophase 1, Phasen 2
Anzahl Tochterzellen	2	4
Chromosomensatz pro Tochterzelle	2n (diploid)	1n (haploid)
Erbgut	Identisch mit Mtterzelle	nicht identisch
Crossig over	nein	ja
Interphase	vor jeder Mitose	vor Meiose 1

Chi-Quadrat-Test

—> ist Hypothese vereinbar?

V = ∑ (gefunden - erwartet)^2 / erwartet

Freiheitsgrade: n-1

Vertrauensintervall = 95% (meistens)

χ²-Verteilung < V => Hypothese ist abzulehnen

χ²-Verteilung > V => Hypothese ist nicht abzulehnen

Bei Drosphila liegen die Gene a, b und c auf drei verschiedenen Autosomen. Ein Weibchen sei für diese drei Gene heterozygot. Welche Gameten kann dieses Weibchen bilden?

a/+ ; b/+ ; c/+

Gameten —> abc ; a+c ; ab+ ; +bc ; a++ ; +b+ ; ++c ; +++

Die Allele für die Augenfarbe scarlet (sc) und die Flügelform curled (cu) liegen bei Drosophila auf verschiedenen Chromosomen. Du führst folgende Kreuzung durch: [sc] x [cu] (Achtung: Phänotypen!) Die daraus folgende F1 wird untereinander gekreuzt. Bei der Auswertung beobachtest du in der F2 folgende Drosophila-Phänotypen:

• Wildtyp: 186

• gebogene Flügel: 59

• scharlachrote Augen: 65

• gebogene Flügel und scharlachrote Augen: 10

a) Stelle eine Hypothese auf und führe die entsprechende Kreuzung durch. Welche Genotypen werden erhalten?

b) Teste deine Hypothese mittels χ2-Test (Signifikanzniveau 5%).

P: [sc] x [cu] —> sc/sc +/+ x +/+ cu/cu

	sc +
+ cu	+/sc +/cu

F1: +/sc +/cu x +/sc +/cu

F2:

[+] 186

[cu] 59

[sc] 65

[sc,cu] 10

a) —> dominant-rezessiver Erbgang

=> 9:3:3:1

b) V = (gefunden - erwartet)^2 / erwartet

= (186-180)^2/180 + (65-60)^2/60 + (59-60)^2/60 + (10-20)^2/20

= 5,63

Freiheitsgerad: n-1 = 4-1 = 3

7,81 > 5,63

=> Hypothese kann nicht abgelehnt werden

Bei Drosphila liegen die drei Gene k (kidney, bohnenförmige Augen), cd (cardinal, orange Augen) und e (ebony, schwarze Körperfarbe) auf einem Chromosom. Die Mutationen aller drei Gene sind rezessiv. Es werden Weibchen mit bohnenförmigen, orangen Augen und Männchen mit schwarzer Körperfarbe gekreuzt. Die F1-Weibchen werden dann mit Männchen gekreuzt, die für alle drei Gene homozygot rezessiv sind. 4000 Tiere der F2-Generation wurden untersucht.

a) Gib die Genotypen der Parental- und F1-Generation an.

b) Bestimme die Reihenfolge der Gene und gib die Abstände an.

c) Liegt Interferenz vor?

P: weiblich [k cd +] —> k + cd / k + cd

männlich [+ + e] —> + e + / + e +

=> durchgezogener Strich bedeutet Allele befinden sich auf einem Chromosom —> werden zusammen vererbt

F1:

	+ e +
k + cd	k + cd / + e +

k + cd / k + cd x + e + / + e +

F2: 4000 Nachkommen

Map unit (cM)

e - cd (zsm) = 6+89+97+8 / 4000 = 0,05 = 5 cM

k - cd (gtr) = 128+89+97+138 / 4000 = 0,113 = 11,3 cM

k - e (zsm) = 6+128+138+8 / 4000 = 0,07 = 7 cM

12 cM

<—————————————>

k <————-—> e <————-—> cd

7 cM 5 cM

==> Doppelrekombinationen berücksichtigen!

—> k e cd & + + +

k - cd = 128+89+97+138+(2*(6+8) / 4000 = 0,12 = 12 cM

1 - 8+6 / (4000*0,05*0,07) = 0 —> keine Interferenz

==> größer oder kleiner als 0 —> Interferenz

Nennen Sie 7 Aspekte, die das Leben definieren

Energie & Stoffwechsel —> Wechselwirkungen der Lebewesen mit ihrer Umwelt
Organisiertheit & Selbstregulation (Homöastase)
Kommunikation —> Lebewesen koordinieren & organisieren alle Lebensprozesse mit Signalen
Reizbarkeit —> Lebewesen sind fähig, auf chemische oder physikalische Änderungen in ihrer Umwelt zu reagieren
Fortpflanzung —> Lebewesen sind reproduktionsfähig
Vererbung —> Übermittlung des Erbguts an Nachkommen
Wachstum & damit Fähigkeit zur Entwicklung

Ein Ehemann und seine Ehefrau haben normales Sehvermögen, obwohl sie rot-grüne-farbenblinde Väter haben, ein X-Chromosomen-gekoppeltes rezessive Leiden. Mit welcher Wahrscheinlichkeit wird ihr erster Sohn bzw. ihre erste Tochter:

a) Normaler Sohn bzw. farbendlinder Sohn

b) Normale Tochter bzw. farbenblinde Tochter

X-chromosomaler-rezessiver Erbgang:

Frauen sind im heterozygoten Zustand immer nur Überträgerinnen (Konduktorinnen) der Krankheit, d.h. sie können das geschädigte X-Chromosomen an ihre Nachkommen weitergeben, ohne selbst zu erkranken.

Folglich sind alle hemizygoten Männer, die das defekte Allel auf ihrem X-Chromosomen tragen, von der Krankheit betroffen.

Frauen erkranken nur, wenn sie homozygote Genträger sind.

Vater erkrankt: alle Söhne gesund, alle Töchter Konduktorinnen

Mutter Überträgerin: 50% Söhne erkrankt, 50% Töchter Konduktorinnen

a) 50% gesund, 50% erkrankt

b) 100% gesund, 50% Konduktorinnen

In einem strittigen Fall um eine Vaterschaft hat das Kind die Blutgruppe 0, während die Mutter die Blutgruppe A hat. Welche Blutgruppe würde den Mann als Vater des Kindes ausschließen?

Blutgruppe Eltern	Mögliche Blutgruppe Kind
0 und 0	0
0 und A	A und 0
0 und B	B und 0
0 und AB	A und B
A und A	A und 0
A und B	A, B, AB und 0
A und AB	A, B und AB
B und B	B und 0
B und AB	A, B und AB
AB und AB	A, B und AB

—> Blutgruppe 0 würde ihn ausschließen

Du kreuzt Einhorn-Männchen, die homozygot für drei Mutationen auf Autosom 1 sind, mit einem Einhorn-Weibchen, die Wildtyp sind (P). Die weiblichen Nachkommen dieser Kreuzung werden mit homozygoten Mutanten gekreuzt (F1). Einhörner sind selbstverständlich diploid!

Die Phänotypen der betroffenen Gene sind: Wildtyp: pinke Haare, Glitzerspeichel, goldenes Horn Mutante: braune Haare (br), gelber Speiche (gs), schwarzes Horn (sh) Folgende Zahlen bekommt man in der Folgegeneration (F2):