8 Genetik
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
8 <strong>Genetik</strong><br />
8.1 Einleitung<br />
Aufgabe 8.1‐1: Beurteile die folgenden Aussagen und korrigiere die falschen:<br />
a) Tante Elsa beim Blick in den Kinderwagen: „Ganz der Vater.“<br />
b) Die Augen hat er von der Mutter.<br />
c) Zwei Geschwister haben eine grössere Anzahl gleicher Allele als Eltern und ihre Kin‐<br />
der.<br />
d) Zwei verschiedene Phäne werden durch zwei verschiedene Allele bestimmt.<br />
e) Zwei Lebewesen mit gleichem Erbgut sehen immer genau gleich aus.<br />
8.2 Klassische <strong>Genetik</strong><br />
Aufgabe 8.2‐1: Der gallische <strong>Genetik</strong>crack Genofix will untersuchen, ob Mendels Regeln auch bei Nelken<br />
gelten. Er kreuzt eine Nelke mit kleinen, stark duftenden, roten Blüten mit einer Nelke,<br />
die schwach duftende, grosse, weisse Blüten bildet. Warum ist das Resultat des Versuchs<br />
nicht aussagekräftig?<br />
Aufgabe 8.2‐2: a) Eine schwarze und eine weisse Maus haben miteinander zahlreiche Nachkommen,<br />
die ausnahmslos schwarz sind. Was schliesst Du daraus?<br />
b) Zwei von diesen Nachkommen haben miteinander 8 Junge. Welche Farbe haben<br />
diese?<br />
Aufgabe 8.2‐3: Eine nichtgescheckte Kuh wirft nach einem Date mit einem ebenfalls nichtgescheckten<br />
Stier ein geschecktes Kalb. Was schliesst Du daraus?<br />
Aufgabe 8.2‐4: Zwei kraushaarige Meerschweinchen haben miteinander kraushaarige und glatthaarige<br />
Nachkommen. Was schliesst Du daraus in Bezug auf die Eltern der beiden Meerschwein‐<br />
chen?<br />
Aufgabe 8.2‐5: a) Bei Rindern ist die Farbe Schwarz dominant gegenüber Rotbraun. Welche Nach‐<br />
kommen können beim Kreuzen von zwei schwarzen Rindern auftreten? Zeichne die<br />
entsprechenden Kombinationsquadrate.<br />
b) Eine rotbraune Kuh wirft ein rotbraunes Kalb. Was kannst Du über den Stier sagen?<br />
Aufgabe 8.2‐6: Ein weisses und ein schwarzes Meerschweinchen haben ausschliesslich schwarze Junge.<br />
Von diesen wird eines mit einem weissen gekreuzt. Wie sehen die Nachkommen aus?<br />
Zeichne für beide Kreuzungen das Kombinationsquadrat.<br />
Aufgabe 8.2‐7: Ein rosablühendes Löwenmäulchen bildet nach Selbstbefruchtung neben Nachkommen<br />
mit rosaroten Blüten auch rot‐ und weissblühende. Was schliesst Du daraus?<br />
Aufgabe 8.2‐8: a) Eine Bohne, die bei Selbstbestäubung ausschliesslich runzelige Samen macht, bildet<br />
nach Bestäubung mit Pollen von einer Pflanze, die aus einem runden Samen ent‐<br />
standen ist, runde und runzelige Samen. Wie ist das zu erklären?<br />
b) Wie würdest Du diese Erklärung prüfen?<br />
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Aufgabe 8.2‐9: Amelie hat neben normalen Meerschweinchen eines mit sehr langen Haaren und möchte<br />
dieses weiterzüchten. Beim Kreuzen mit normalhaarigen erhält sie aber nur normalhaa‐<br />
rige. Wie muss sie vorgehen, um möglichst schnell viele langhaarige zu bekommen?<br />
Zeichne die entsprechenden Kombinationsquadrate.<br />
Aufgabe 8.2‐10: Eine wildfarbige Maus hat sieben wildfarbige und zwei weisse Junge geboren. Was lässt<br />
sich über die Genotypen der Jungen und über den Genotyp der Mutter und über den Ge‐<br />
notyp und den Phänotyp des Vaters aussagen? Begründe Deine Schlüsse und gib die<br />
Genotypen mit Symbolen an.<br />
Aufgabe 8.2‐11: Aus den Samen einer Tulpenkreuzung gehen 100 Pflanzen hervor. Davon blühen 53<br />
orange, 26 rot und 21 gelb.<br />
a) Welche Genotypen und Phänotypen hatten die beiden gekreuzten Tulpen?<br />
b) Welchem erwarteten theoretischen Verhältnis entsprechen die beobachteten Phä‐<br />
notypen?<br />
c) Um was für einen Erbgang handelt es sich? Bitte kurz begründen.<br />
Aufgabe 8.2‐12: Ein weisshaariges und ein schwarzhaariges Kaninchen werden miteinander gekreuzt.<br />
Das weisshaarige stammt von schwarzhaarigen Eltern, das schwarzhaarige von einem<br />
schwarzen Vater und einer weissen Mutter. Mit welcher Wahrscheinlichkeit wird ein<br />
weisshaariges Kaninchen geboren werden? Bestimme zunächst die Genotypen der ein‐<br />
zelnen Kaninchen.<br />
Tipp: Erstelle zur Übersicht einen Stammbaum!<br />
Aufgabe 8.2‐13: Ein Bauer besitzt einen Acker mit rotblütigen Erbsenpflanzen. Im folgenden Frühling sät<br />
er von deren Samen aus. Zu seinem Erstaunen erhält er neben 135 rotblütigen auch 46<br />
weissblütige Pflanzen. Wie ist diese Beobachtung genetisch zu erklären? Begründe das<br />
Auftreten zweier Phänotypen und die beobachteten Zahlen.<br />
Aufgabe 8.2‐14: In einem klassischen Versuch wurde mit Japanischen Wunderblumen gearbeitet. Kreuzte<br />
man eine rotblütige mit einer weissblütigen, hatten alle Nachkommen rosafarbene Blü‐<br />
ten.<br />
Bestimme die Genotypen von P und eruiere die Genotypen und Phänotypen der F2, in‐<br />
dem Du ein Kreuzungsschema (F1 x F1) erstellen.<br />
Aufgabe 8.2‐15: Ein Lehrer wollte Mendels Erbsenversuche selber überprüfen. Von einer Erbsenpflanze X<br />
hatte er 50 Samen. Diese säte er aus. Von den heranwachsenden Keimlingen wurden<br />
aber die meisten von Schnecken gefressen. Nur gerade 5 Pflanzen kamen zum Blühen.<br />
Zwei der Pflanzen hatten rote Blüten und waren hochgewachsen, zwei hatten auch rote<br />
Blüten, waren aber niedriggewachsen. Dann gab es noch eine niedriggewachsene mit<br />
weissen Blüten. Die samenliefernde Erbsenpflanze X hatte reinerbige Eltern, nämlich ei‐<br />
ne weiss‐hochgewachsene und eine rot‐niedriggewachsene.<br />
a) Welcher Generation entspricht die Erbsenpflanze X?<br />
b) Welche Merkmale werden im Versuch untersucht? Gib die beobachteten Phänoty‐<br />
pen von P, F1 und F2 an.<br />
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c) Bezeichne die Erbfaktoren. Gib an, welche dominant bzw. rezessiv sind und notiere<br />
den Genotyp der F1.<br />
d) Was nützt Dir das Zahlenverhältnis in der F2 von 2:2:1? Begründe Deine Antwort mit<br />
ein, zwei Sätzen.<br />
e) Wie ist zu erklären, dass in der F2 der bisher nicht beobachtete Phänotyp weiss‐<br />
niedriggewachsen auftritt? Welcher weitere Phänotyp wäre in der der F2 noch zu<br />
erwarten?<br />
Aufgabe 8.2‐16: Eine einfarbig rot‐braune Kuh wird mit einem schwarz gefleckten Stier verpaart. Die<br />
Kälber sind ausnahmslos einfarbig schwarz.<br />
Bestimme die Genotypen von P und F1 sowie die Genotypen und Phänotypen der F2.<br />
Gib auch die Anteile der zu erwartenden Phänotypen an. Für die korrekte Lösung musst<br />
Du Dir über die beobachteten Merkmale im Klaren sein (Farbe und Fleckung).<br />
Aufgabe 8.2‐17: Eine schwarze normalgrosse Maus wird mit einer grauen Zwergmaus gekreuzt. Die F1<br />
wird unter sich weitergekreuzt. Dabei werden insgesamt 26 graue normalgrosse Mäuse,<br />
8 schwarze normalgrosse, 10 graue Zwergmäuse und eine schwarze Zwergmaus gebo‐<br />
ren.<br />
a) Welche Erbfaktoren bzw. Merkmale werden dominant, welche rezessiv vererbt?<br />
b) Gib die möglichen Genotypen von P, F1 und F2 an!<br />
Aufgabe 8.2‐18: Du entdeckst im Garten eine Tulpe mit apart dunkler Blütenfarbe und eine gelbe mit<br />
speziell gefiederten Blütenblättern. Du möchtest aus den beiden eine neue Sorte züch‐<br />
ten, die beide Merkmale vereint aufweist. Wie musst Du dabei vorgehen? Versuche all‐<br />
gemein zu argumentieren und nicht auf Kreuzungsverhältnisse einzugehen.<br />
Aufgabe 8.2‐19: Auf einer Silberfuchsfarm trat einmal ein ungewöhnlich schönes Tier auf, das wegen<br />
seines ausserordentlich glänzenden Felles „Platin“ genannt wurde. Die Eigenschaft „Pla‐<br />
tin“ vererbte sich auf Nachkommen dieses Fuchses, und der Farmer erzielte ungewöhn‐<br />
lich hohe Gewinne aus Fellen von „Platin“‐Füchsen. Er wollte deshalb eine reine „Platin“‐<br />
Rasse züchten: (P = Platinfuchs, S = normaler Silberfuchs)<br />
1. Kreuzung P x S: Resultat in der F1: 18 S und 21 P<br />
2. Kreuzung P x P: Aus dieser Kreuzung erzielte er folgende F2: 29 P und 13 S<br />
Jede Weiterzucht von P x P ergab ein ähnliches Verhältnis unter den Nachkommen.<br />
a) Gib eine Erklärung zu dieser (wahren) Geschichte.<br />
b) Wie könntest Du die von Dir erwogene Hypothese zur genetischen Grundlage des<br />
oben beschriebenen Erbganges überprüfen?<br />
Aufgabe 8.2‐20: Rotblühende Erbsen aus grünen Samen werden gekreuzt mit weissblühenden Pflanzen<br />
aus gelben Samen. Die Nachkommen sind uniform rotblühend/gelbsamig.<br />
Zeichne das Kombinationsquadrat für die Weiterzucht der Nachkommen durch Selbst‐<br />
bestäubung. Welche Phänotypen treten dabei mit welcher Häufigkeit auf?<br />
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Aufgabe 8.2‐21: Erbsenpflanzen aus gelb/runzeligen Samen werden gekreuzt mit Pflanzen aus<br />
grün/runden Samen. Die Samen, die dabei entstehen, sind gelb/rund oder gelb/runzelig.<br />
(Wie wir in den vorangehenden Beispielen gesehen haben, ist bei Erbsensamen gelb (G)<br />
dominant gegenüber grün (g), und rund (R) dominant gegenüber runzelig (r).)<br />
Gib die Genotypen der gekreuzten Pflanzen und ihrer Nachkommen an.<br />
Aufgabe 8.2‐22: Ein brauner und ein schwarzer Hamster haben schwarz/weiss‐gefleckte Nachkommen.<br />
a) Wie ist das zu erklären? (Hinweis: Farbe und Muster werden durch zwei verschiedene<br />
Gene bestimmt.)<br />
b) Was für Nachkommen können bei der Rückkreuzung der schwarz/weiss‐gefleckten<br />
Nachkommen mit dem braunen Elter auftreten?<br />
Aufgabe 8.2‐23: Wir kreuzen eine normale Fruchtfliege, die einen grauen Körper und dunkelrote Augen<br />
hat (GGRR), und eine Mutante mit schwarzem Körper und hellroten Augen (ggrr). Die F1<br />
sieht normal aus. Bei der Rückkreuzung mit der Mutanten entstehen je 45 % mit dem<br />
Phänotyp der P‐Generation (grau/dunkelrot oder schwarz/hellrot).<br />
a) Wie sehen die restlichen 10 % aus? Begründe Deine Antwort.<br />
b) Wie wäre die Häufigkeit der vier Phänotypen bei freier Kombinierbarkeit?<br />
c) Wie wäre das Resultat ohne Crossing‐over?<br />
Aufgabe 8.2‐24: Zeichne die Kombinationsquadrate für die beiden Rückkreuzungen rosaroter Wunder‐<br />
blumen mit den rot‐ und mit den weissblühenden Eltern.<br />
Aufgabe 8.2‐25: Beim Kreuzen von roten, kugeligen Radieschen mit weissen, länglichen entsteht eine F1<br />
mit rosaroten, ovalen Radieschen. Welche Phänotypen werden in der F2 auftreten?<br />
Aufgabe 8.2‐26: a) Warum ist die Zahl der Embryonen, die während der Entwicklung sterben, bei In‐<br />
zucht (d.h., wenn die Eltern nahe verwandt sind) oft höher?<br />
b) Welche negative Konsequenz hat die Tatsache, dass heute in der Rinderzucht be‐<br />
sonders vielversprechende Stiere als Spermienspender tausende von Nachkommen<br />
haben?<br />
Aufgabe 8.2‐27: Nimm Stellung zu der folgenden Aussage: „Von multiplen Allelen spricht man, wenn von<br />
einem Gen in einer Zelle mehr als zwei Allele vorliegen.“ (Comp 23)<br />
Aufgabe 8.2‐28: Beim Haushuhn gibt es eine Mutante mit kurzen Beinen. Kurzbeinige Hühner haben,<br />
selbst wenn man sie über viele Generationen nur unter sich weiterzüchtet, immer auch<br />
langbeinige Nachkommen.<br />
a) Wie ist das zu erklären?<br />
b) Wie hoch ist der Anteil langbeiniger Nachkommen, wenn beide Eltern kurzbeinig<br />
sind?<br />
Aufgabe 8.2‐29: Fruchtfliegen brauchen zur Herstellung eines lebenswichtigen Stoffs X fünf Enzyme.<br />
Durch eine Mutation ändert sich ein Gen so, dass ein funktionsuntüchtiges Enzym ent‐<br />
steht. Heterozygote Fruchtfliegen, die ein mutiertes Allel besitzen, sind aber normal.<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
Wie ist das zu erklären und was kannst Du über die gemeinsamen Nachkommen von<br />
zwei Heterozygoten aussagen?<br />
Aufgabe 8.2‐30: Erkläre, wie es möglich ist, dass ein Gen mehrere Phäne beeinflusst.<br />
Aufgabe 8.2‐31: Vier verschiedene Kreuzungsexperimente mit Drosophila haben zu Nachkommenschaf‐<br />
ten mit folgenden Phänotypenverhältnissen geführt:<br />
a) 1 : 1 b) 2 : 1 c) 3 : 1 d) 9 : 3 : 3 : 1<br />
Schreibe die Genotypen der Eltern auf, indem Du jeweils passende Gensymbole erfin‐<br />
dest.<br />
Aufgabe 8.2‐32: Die Pflanze Elfenspiegel hat verschiedene Rassen. Eine Rasse hat blaue Blüten und eine<br />
schwarze Blütenmitte. Eine andere Rasse besitzt rote Blüten und eine weisse Blütenmit‐<br />
te. Wenn man die beiden Rassen miteinander kreuzt, so entstehen nur Pflanzen mit vio‐<br />
letter Blüte und schwarzer Blütenmitte.<br />
a) Wie vererbt sich die Blütenfarbe, wie die Blütenmitte?<br />
b) Welche Genotypen hat die P‐Generation.<br />
c) Wenn die F1‐Generation unter sich gekreuzt wird, sind welche Phänotypen, in wel‐<br />
chem Verhältnis zu erwarten?<br />
Aufgabe 8.2‐33: Mendel experimentierte mit Pflanzen, die hochwüchsig (H) waren und runde (R), gelbe<br />
(G) Samen produzierten. Für diese drei Merkmale sind die dominanten Allele dreier un‐<br />
gekoppelter Gene (Wuchsform, Samenform, Samenfarbe) verantwortlich. Die rezessi‐<br />
ven Genotypen sind Zwergpflanzen (h) mit faltigen (r), grünen (g) Samen. Es werden nun<br />
reinerbige Varietäten hochwüchsig/faltig/gelb mit der reinerbigen Varietät zwergwüch‐<br />
sig/rund/grün gekreuzt.<br />
a) Welche Phänotypen sind in der F1 in welchem Verhältnis zu erwarten?<br />
b) Welche Phänotypen sind in der F2 (hervorgegangen aus der Kreuzung der F1 unter<br />
sich) in welchem Verhältnis zu erwarten?<br />
c) Wie häufig wird der Genotyp HhRRgg in der F2 vertreten sein?<br />
Aufgabe 8.2‐34: Beim Huhn sind die Gene für „Rosenkamm“ (R) und „Erbsenkamm“ (E) dominant über<br />
„einfachen Kamm“ (rree). (R) und (E) zusammen kombiniert ergeben den sogenannten<br />
„Walnusskamm“. (R) und (E) sind beide nicht geschlechtsgekoppelt und liegen auf ver‐<br />
schiedenen Chromosomen.<br />
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Was für Kämme tragen die Nachkommen aus folgenden Kreuzungen, und in welchem<br />
Verhältnis treten sie jeweils auf?<br />
a) RrEe x RrEe<br />
b) RREe x rrEe<br />
c) Rree x rrEe<br />
d) rree x Rree<br />
Aufgabe 8.2‐35: Zucht von Wellensittichen: Ein weisses Weibchen (Albino) wird mit einem grünen Männ‐<br />
chen gekreuzt. Alle Jungen sind grün. Werden diese untereinander weitergekreuzt, so<br />
gibt es in der F2 weisse Weibchen und grüne Männchen.<br />
Welche Aussagen kannst Du über diesen Erbgang und die beteiligten Gene machen?<br />
Aufgabe 8.2‐36: Bei einer einfachen Mendelschen monohybriden Kreuzung wurden grosswüchsige mit<br />
kleinwüchsigen Pflanzen und anschliessend die F1 Generation mit sich selbst gekreuzt.<br />
Welcher Anteil der F2‐Generation ist sowohl grosswüchsig als auch heterozygot?<br />
a) 1/8<br />
b) 1/4<br />
c) 1/3<br />
d) 2/3<br />
e) 1/2<br />
Aufgabe 8.2‐37: Der Phänotyp eines Individuums ...<br />
a) hängt zumindest teilweise vom Genotyp ab.<br />
b) ist entweder homozygot oder heterozygot.<br />
c) bestimmt den Genotyp.<br />
d) ist die genetische Konstitution eines Organismus.<br />
e) ist entweder monohybrid oder dihybrid.<br />
Aufgabe 8.2‐38: Die ABO‐Blutgruppen des Menschen werden bestimmt durch ein System von mehreren<br />
Allelen, wobei I A und I B gegenüber i 0 dominant sind. Ein Neugeborenes besitzt die Blut‐<br />
gruppe A. Die Mutter hat die Blutgruppe 0. Mögliche Phänotypen des Vaters sind...<br />
a) A, B oder AB.<br />
b) A, B oder 0.<br />
c) nur 0.<br />
d) A oder AB.<br />
e) A oder 0.<br />
Aufgabe 8.2‐39: Welche Aussage über ein Individuum, das für ein Allel homozygot ist, trifft nicht zu?<br />
a) Alle somatischen Zellen enthalten zwei Kopien dieses Allels.<br />
b) Alle Gameten enthalten eine Kopie dieses Allels.<br />
c) Das Individuum ist in Bezug auf dieses Allel reinerbig.<br />
d) Die Eltern müssen für dieses Allel auch homozygot sein.<br />
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e) Das Individuum kann dieses Allel an seine Nachkommen weitergeben.<br />
Aufgabe 8.2‐40: Welche Aussage über eine Rückkreuzung trifft nicht zu?<br />
a) Es wird getestet, ob ein unbekanntes Individuum homozygot oder heterozygot ist<br />
b) Das getestete Individuum wird mit einem homozygot rezessiven Individuum ge‐<br />
kreuzt.<br />
c) Wenn das getestete Individuum heterozygot ist, zeigen die Nachkommen ein Ver‐<br />
hältnis von 1:1.<br />
d) Wenn das getestete Individuum homozygot ist, zeigen die Nachkommen ein Ver‐<br />
hältnis von 3:1.<br />
e) Die Ergebnisse einer Rückkreuzung stimmen mit Mendels Modell der Vererbung<br />
überein.<br />
Aufgabe 8.2‐41: Gekoppelte Gene...<br />
a) müssen unmittelbar nebeneinander auf dem Chromosom liegen.<br />
b) besitzen Allele, die unabhängig voneinander segregieren.<br />
c) zeigen kein Crossing‐over.<br />
d) liegen auf demselben Chromosom.<br />
e) besitzen immer mehrere Allele.<br />
Aufgabe 8.2‐42: In der F2‐ Generation einer Dihybridenkreuzung…<br />
a) treten vier Phänotypen im Verhältnis 9:3:3:1 auf, wenn die Loci gekoppelt sind.<br />
b) treten vier Phänotypen im Verhältnis 9:3:3:1 auf, wenn die Loci nicht gekoppelt sind.<br />
c) treten zwei Phänotypen im Verhältnis 3:1 auf, wenn die Loci nicht gekoppelt sind.<br />
d) treten drei Phänotypen im Verhältnis 1:2:1 auf, wenn die Loci nicht gekoppelt sind.<br />
e) treten zwei Phänotypen im Verhältnis 1:1 auf, unabhängig davon, ob die Loci ge‐<br />
koppelt sind.<br />
Aufgabe 8.2‐43: Das Geschlecht eines Menschen wird bestimmt durch...<br />
a) die Ploidie; ein Mann ist haploid.<br />
b) das Y‐Chromosom.<br />
c) das X‐ und das Y‐Chromosom; ein Mann hat den Genotyp XY.<br />
d) die Anzahl der X‐Chromosomen; ein Mann hat den Genotyp XO.<br />
e) das Z‐ und das W‐Chromosom; ein Mann hat den Genotyp ZZ.<br />
Aufgabe 8.2‐44: Beim Menschen werden fleckige Zähne durch ein dominantes geschlechtsgekoppeltes<br />
Gen verursacht. Ein Mann mit diesem Symptom, dessen Mutter normale Zähne hatte,<br />
heiratet eine Frau mit normalen Zähnen. Also ...<br />
a) haben alle ihre Töchter normale Zähne.<br />
b) haben alle ihre Töchter fleckige Zähne.<br />
c) haben alle ihre Kinder fleckige Zähne.<br />
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d) hat die Hälfte der Söhne fleckige Zähne.<br />
e) hat keiner der Söhne fleckige Zähne.<br />
Aufgabe 8.2‐45: Das Foto zeigt die Schalen von 15 Karibik‐Pilgermuscheln (Argopecten irradians). Diese<br />
Muscheln sind Zwitter (Hermaphroditen), das heisst ein einzelnes Individuum kann sich<br />
geschlechtlich fortpflanzen (wie die Erbsenpflanzen der F1‐ Generation bei Mendels Ex‐<br />
perimenten). Es treten drei deutliche Färbungen auf: gelb, orange und schwarz‐weiss.<br />
Für das farbbestimmende Gen gibt es drei Allele. In der oberen Reihe ist eine gelbe Mu‐<br />
schel und eine repräsentative Auswahl ihrer Nachkommen dargestellt, die mittlere Reihe<br />
zeigt eine schwarz‐weisse Muschel und ihre Nachkommen, die untere Reihe eine oran‐<br />
gefarbene Muschel und ihre Nachkommen. Bezeichne jedes der drei Allele, die an der<br />
Farbentwicklung beteiligt sind, mit einem geeigneten Symbol; bestimme dann den Ge‐<br />
notyp von jedem einzelnen Elter und beschreibe den Genotyp der verschiedenen Nach‐<br />
kommen. Erkläre die Zusammenhänge möglichst genau.<br />
Aufgabe 8.2‐46: Das Geschlecht von Fischen wird durch das gleiche XY‐System bestimmt wie beim<br />
Menschen. Beim Guppy (Lebistes reticulatus) führt ein Allel an einem Locus auf dem Y‐<br />
Chromosom zu einem Pigmentfleck an der Rückenflosse. Ein männlicher Fisch mit dieser<br />
Merkmalsform wird mit einem Weibchen gekreuzt, das eine Rückenflosse ohne Fleck<br />
besitzt. Beschreibe die Phänotypen der F1‐ und der F2‐ Generation, die aus dieser Kreu‐<br />
zung hervorgehen.<br />
Aufgabe 8.2‐47: Beim Andalusier, einer Hühnerrasse, steuert ein einziges Paar von Allelen die Gefieder‐<br />
farbe. Es treten drei Farben auf: blau, schwarz, weiss gesprenkelt. Kreuzungen zwischen<br />
diesen drei Typen führen zu folgenden Ergebnissen:<br />
Eltern Nachkommen<br />
schwarz x blau blau und schwarz (1:1)<br />
schwarz x weiss gesprenkelt blau<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
blau x weiss gesprenkelt blau und weiss gesprenkelt (1:1)<br />
schwarz x schwarz schwarz<br />
weiss gesprenkelt x weiss gesprenkelt weiss gesprenkelt<br />
a) Welche Nachkommen sind bei der Kreuzung blau x blau zu erwarten?<br />
b) Wie würdest Du vorgehen, wenn Du Eier verkaufen willst, die nur blaue Andalusier<br />
hervorbringen?<br />
Aufgabe 8.2‐48: Bei Drosophila melanogaster gibt es an einem einzigen Locus für die Augenfarbe mehre‐<br />
re Allele: w (weiss), w e (eosinrot) und w + (Wildtyp‐rot). Der Locus liegt auf dem X‐<br />
Chromosom. Ein Weibchen mit eosinroten (blass orangefarbenen) Augen wird mit ei‐<br />
nem Männchen gekreuzt, das Augen des Wildtyps besitzt. Alle weiblichen Nachkommen<br />
haben rote Augen, die eine Hälfte der männlichen Nachkommen hat eosinrote und die<br />
andere Hälfte weisse Augen.<br />
a) Wie sind die Allele in der Reihenfolge der Dominanz anzuordnen?<br />
b) Welche Genotypen haben die Eltern und die Nachkommen?<br />
Aufgabe 8.2‐49: Farbenblindheit ist eine rezessive Merkmalsform. Zwei Menschen mit normalem Seh‐<br />
vermögen haben zwei Söhne, von denen einer farbenblind ist und der andere normal se‐<br />
hen kann. Wenn das Paar zwei Töchter hat, wie viele verfügen dann über ein normales<br />
Sehvermögen? Begründe Deine Antwort.<br />
Aufgabe 8.2‐50: Warum wäre der Mensch ‐ von allen ethischen Einwänden abgesehen ‐ ein ungeeignetes<br />
Objekt zum Studium der mendelschen Regeln?<br />
Aufgabe 8.2‐51: In einer Standardzucht mit zwei Erbfaktoren findest Du in der F2 vier verschiedene<br />
Phänotypen im Verhältnis 9:3 :3:1.<br />
8.3 Genkopplung<br />
Welche Aussagen lassen sich über die Lage der Erbfaktoren machen?<br />
Aufgabe 8.3‐1: Bei einer Kreuzung von Drosophilas mit Wildtypus und solchen mit zinnoberroten Augen<br />
(cn) und verkümmerten Flügeln (vg) erhält man in der F1 nur Fliegen vom Wildtypus.<br />
Kreuzt man eine solche F1 Fliege mit einem Elternteil zurück, so erhält man 4 Phänoty‐<br />
pen im Verhältnis 45.25% zu 45.25% zu 4,75% zu 4.75%.<br />
a) Erstelle ein Kreuzungsschema für die beiden Kreuzungsschritte.<br />
b) Was sagen die verschiedenen Prozentzahlen aus? Warum sind je zwei Typen gleich<br />
häufig?<br />
c) Erkläre, wie es möglich ist, dass die beiden seltenen Typen vorkommen können.<br />
Aufgabe 8.3‐2: Zeige anhand einer eigenen Skizze, wie ein Crossing‐over abläuft.<br />
Aufgabe 8.3‐3: Welche zytologische Tatsache spricht dafür, dass viele Merkmale (bzw. Erbfaktoren)<br />
gekoppelt sind? Ein Satz genügt.<br />
Aufgabe 8.3‐4: In einer Kreuzung soll geprüft werden, ob zwei Merkmale A und B gekoppelt vererbt<br />
werden. Es stehen die reinerbigen Linien AABB und aabb zur Verfügung.<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
a) Kann man in der F1 bereits ein allfälliges Crossing‐over erkennen? Begründe Deine<br />
Antwort mit einem Satz.<br />
b) Nehmen wir einmal an, es würde kein Crossing‐over stattfinden. Welche Phänoty‐<br />
pen würdest Du in der F2 erwarten? In welchem Verhältnis? Tipp: Zeichne bei der<br />
Kreuzung die Chromosomen.<br />
Aufgabe 8.3‐5: Bei Drosophila melanogaster führt das rezessive Allel p zu rosa Augen, wenn es homozy‐<br />
got vorliegt. Bei p + p oder p + p + bildet sich die Augenfarbe des Wildtyps heraus. Von ei‐<br />
nem anderen Gen auf einem anderen Chromosom gibt es das rezessive Allel sw, das bei<br />
Homozygotie verkürzte Flügel hervorruft. Ein Weibchen des Genotyps p + p + sw + sw + wird<br />
mit einem Männchen des Genotyps ppswsw gekreuzt. Beschreibe die Phänotypen und<br />
Genotypen der F1‐Generation sowie der F2‐Generation (die entsteht, wenn sich die F1‐<br />
Nachkommen untereinander paaren).<br />
Aufgabe 8.3‐6: Auf demselben Chromosom von Drosophila melanogaster, welches das Gen für den p‐<br />
Locus (rosa Augen) trägt, befindet sich ein weiterer Locus, der die Ausformung der Flü‐<br />
gel beeinflusst. Homozygot rezessive Individuen mit dem Genotyp byby haben blasenar‐<br />
tige Flügel, während das dominante Allel by + Flügel des Wildtyps hervorbringt. Die Loci<br />
p + und by + liegen auf dem Chromosom sehr eng nebeneinander ‐ das heisst, die beiden<br />
Loci sind sehr eng miteinander gekoppelt. Für die Beantwortung der folgenden Fragen<br />
nimm an, dass es zu keinem Crossing‐over kommt.<br />
a) Beschreibe für die Kreuzung p + p + by + by + x ppbyby die Phänotypen und Genotypen<br />
8.4 Genkarten<br />
der F1 Generation sowie der F2‐Generation (die entsteht, wenn sich die F1‐<br />
Nachkommen untereinander kreuzen).<br />
b) Beschreibe für die Kreuzung p + p + byby x ppby + by + die Phänotypen und Genotypen<br />
der F1‐ sowie der F2‐Generation.<br />
c) Welche weiteren Phänotypen sind für die Frage b) in der F2‐Generation zu erwarten,<br />
wenn es zu einem Crossing‐over kommt?<br />
d) Zeichne einen Zellkern, der eine Meiose durchführt, im Stadium des Crossing‐over<br />
(Frage c)). In welcher Generation (P, F1, oder F2) findet das Crossing‐over statt?<br />
Aufgabe 8.4‐1: Bei der Rückkreuzung von heterozygoten Weibchen mit homozygoten Männchen sind bei<br />
Drosophila folgende Genabstände ermittelt worden:<br />
glasige Augen ‐ Antennapedia; 15.2 cM<br />
haarlos ‐ glasige Augen; 6.4 cM<br />
sepia Augenfarbe ‐ haarlos; 43.5 cM<br />
Antennapedia ‐ sepia Augenfarbe; 21.9 cM<br />
glasige Augen ‐ sepia Augenfarbe; 37.1 cM<br />
haarlos ‐ Antennapedia; 21.6 cM<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
delta Flügeladern ‐ haarlos; 3.3 cM<br />
Antennapedia ‐ delta Flügeladern; 18.3 cM<br />
pink Augen ‐ sepia Augenfarbe; 22 cM<br />
glasige Augen ‐ pink Augen; 15.1 cM<br />
brauner Körper‐ haarlos; 1.2 cM<br />
glasige Augen ‐ brauner Körper; 7.6 cM<br />
crossover Suppressor Gen ‐ glasige Augen; 5.7 cM<br />
Antennapedia ‐ crossover Supressor Gen; 9.5 cM<br />
Bestimme die Reihenfolge und den Abstand der Gene auf dem Chromosom (III).<br />
Aufgabe 8.4‐2: Morgan untersuchte zwei Erbfaktoren: Augenfarbe dunkel (gegenüber rot beim Wildtyp)<br />
und Stummelflügel (gegenüber normalflügelig). In der Parentalgeneration kreuzte er<br />
reinerbige dunkeläugige‐stummelflügelige mit Wildtyptieren. In der F1 waren alle Wild‐<br />
typ. Davon kreuzte er einige Weibchen zurück mit dunkeläugigen‐stummelflügeligen<br />
Männchen.<br />
Aus dieser Zucht ergaben sich 1339 dunkeläugige‐stummelflügelige, 1195 rotäugige‐<br />
normal‐flügelige<br />
normalflügelige.<br />
(=Wildtyp), 151 rotäugige‐stummelflügelige, 154 dunkeläugige‐<br />
Welche Aussagen lassen sich von diesem Versuch über die Lage und Anordnung der Ge‐<br />
ne machen?<br />
8.5 Humangenetik<br />
Aufgabe 8.5‐1: Erstellen eines Karyogramms. Da sich beim Menschen Veränderungen von Zahl und<br />
Struktur der Chromosomen fast immer phänotypisch auswirken, gehört heute die<br />
Chromosomenuntersuchung zu den wichtigsten Verfahren der genetischen Diagnose.<br />
Die einzelnen Arbeitsschritte sind: Gewinnung teilungsfähiger Zellen, deren Inkubation<br />
zur Zellteilung in geeigneter Nährlösung, Abstoppen der Mitose in der Metaphase,<br />
„Spreiten“ der Metaphase‐Chromosomen, Färben (z. B. Giemsa‐Bandentechnik), Foto‐<br />
grafieren, Ordnen.<br />
a) Schneide die Bilder der einzelnen Chromosomen auf der nächsten Seite aus. Samm‐<br />
le die ausgeschnittenen Bilder in einer kleinen Schachtel.<br />
b) Ordne die Chromosomen entsprechend der Vorlage (im Bild oben) auf einem Blatt<br />
Papier anhand folgender Kriterien: Chromosomengrösse, Lage des Centromers (me‐<br />
tazentrisch, submetazentrisch, akrozentrisch), Muster der Giemsa‐Banden.<br />
c) Klebe dann die Bilder der Chromosomen in dieser Anordnung auf.<br />
d) Stelle fest, ob eine männliche oder weibliche Chromosomen‐Ausstattung vorliegt.<br />
e) Überprüfe, ob eine Abweichung von der üblichen Chromosomenzahl vorliegt (nume‐<br />
rische Aberration) und welche dies ist.<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
Aufgabe 8.5‐2: Welche Folgen hat das Vorhandensein eines rezessiven Allels g, das zu einer inaktiven<br />
Form eines Enzyms führt, bei einer heterozygoten Frau, wenn…<br />
a) g auf einem Autosom liegt?<br />
b) wenn g auf dem X liegt?<br />
Aufgabe 8.5‐3: Eine Frau mit der Blutgruppe A/rh ‐ hat ein Kind mit Blutgruppe AB/rh ‐ . Kann ein Mann<br />
mit Blutgruppe 0/Rh + der Vater sein? Begründe Deine Antwort.<br />
Aufgabe 8.5‐4: Welche Blutgruppe(n) kann ein Kind mit folgenden Eltern haben?<br />
a) 0/Rh + und 0/rh ‐<br />
b) A/rh ‐ und B/rh ‐<br />
c) 0/Rh + und AB/rh ‐<br />
Aufgabe 8.5‐5: Können sich Zwillinge gegenseitig Blut spenden?<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
Aufgabe 8.5‐6: Eine Frau und ein Mann, die beide gute „Zungenroller“ sind, haben einen Sohn, der seine<br />
Zunge gar nicht seitlich aufrollen kann.<br />
a) Was folgt daraus nach Mendel?<br />
b) Wie sieht die Prognose für die Zungenrollfähigkeit weiterer Kinder aus?<br />
c) Kann der nichtrollende Sohn rollende Kinder haben?<br />
Aufgabe 8.5‐7: a) Bei welchem Erbgang können zwei gesunde Eltern kranke Kinder haben?<br />
b) Bei welchem Erbgang können zwei kranke Eltern gesunde Kinder haben?<br />
c) Was gilt für den Genotyp der Eltern kranker Kinder bei rezessiven Erbkrankheiten?<br />
d) Bei welchem Erbgang können keine Generationen übersprungen werden und wa‐<br />
rum?<br />
Aufgabe 8.5‐8: Zwei Eltern mit normaler Pigmentierung haben ein Albino‐Kind. Wie gross ist die Wahr‐<br />
scheinlichkeit, dass auch das nächste Kind ein Albino wird?<br />
Aufgabe 8.5‐9: Interpretiere den Stammbaum einer Familie mit einer Erbkrankheit. Wie ist der Erb‐<br />
gang? Warum? Wie ist der Genotyp der nummerierten Personen?<br />
Aufgabe 8.5‐10: Ein Mann hat von seiner Mutter Grauen Star und von seinem Vater Vielfingrigkeit ge‐<br />
erbt. Beide Allele sind dominant und ihre Genorte liegen auf einem Chromosom eng ne‐<br />
beneinander. Welche Prognose ist für ein künftiges Kind mit einer gesunden Frau die<br />
wahrscheinlichste? Begründe Deine Antwort.<br />
Aufgabe 8.5‐11: a) Welche mendelsche Regel gilt für X‐chromosomale Vererbung nicht?<br />
b) Bei welcher Vererbung erben kranke Söhne das Defektallel ausschliesslich von der<br />
Mutter und wem vererben sie es?<br />
c) Bei welchen Genotypen bestimmt ein rezessives Allel die Merkmalsform?<br />
Aufgabe 8.5‐12: Ein gesundes Paar hat einen Sohn, der Bluter ist. Ein alter Freund der Mutter ist auch<br />
Bluter. Ist der Verdacht, er sei der Vater, berechtigt?<br />
Aufgabe 8.5‐13: Warum sind bei X‐chromosomal‐rezessiven Erbgängen mehr Männer krank und bei X‐<br />
chromosomal‐dominanten mehr Frauen?<br />
Aufgabe 8.5‐14: Ein Mann mit Rot‐Grün‐Sehschwäche und eine Frau, deren Vater dasselbe Erbleiden hat,<br />
erwarten ein Kind. Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit (in %), dass das Kind rot‐grün‐<br />
sehschwach ist?<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
Aufgabe 8.5‐15: Gib in der Tabelle an, was nie (‐), was manchmal (ev.) und was immer (x) zutrifft. Gesund<br />
und krank beziehen sich auf den Phänotyp.<br />
Aussage autosomal gonosomal<br />
Zwei gesunde Eltern haben kranke Töchter.<br />
Nur der Vater vererbt das Defektallel an die<br />
Töchter.<br />
Eine kranke Mutter und ein gesunder Vater<br />
haben kranke Söhne.<br />
Kranke sind homozygot.<br />
Zwei kranke Eltern haben gesunde Kinder.<br />
Eine kranke Mutter hat gesunde Söhne.<br />
dominant rezessiv dominant rezessiv<br />
Aufgabe 8.5‐16: Interpretiere die folgenden vier Stammbäume von Familien mit Erbkrankheiten. Gehe<br />
davon aus, dass die Einheiratenden gesund sind. Wie ist der Erbgang? Warum? Ordne<br />
den nummerierten Personen den Genotyp zu.<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
Aufgabe 8.5‐17:<br />
Aufgabe 8.5‐18: Wie erkennt man bei einem rezessiven Erbfaktor, ob er geschlechtsgekoppelt vererbt<br />
wird oder nicht?<br />
Aufgabe 8.5‐19: Eine Erbkrankheit wird durch einen geschlechtsgekoppelten, dominanten Erbfaktor<br />
ausgelöst. Welche Aussagen treffen für diesen Erbgang zu?<br />
a) Es können nur Frauen erkranken.<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
b) Es können nur Männer erkranken.<br />
c) Wenn der Vater krank ist, werden alle seine Töchter auch krank sein.<br />
d) Wenn der Vater krank ist, werden seine Söhne gesund sein.<br />
e) Wenn die Mutter (XX) krank ist, beträgt die Wahrscheinlichkeit, dass ein Sohn bzw.<br />
eine Tochter krank wird, 50 %.<br />
Aufgabe 8.5‐20: Wie unterscheidet sich der Chromosomenbestand eines Säugetier‐Weibchens von<br />
einem Männchen? (Ein Satz genügt.)<br />
Aufgabe 8.5‐21: Wie gross ist die Wahrscheinlichkeit, dass nach 5 Knaben ein Mädchen geboren wird? Für<br />
die Antwort genügt ein Satz.<br />
Aufgabe 8.5‐22: Ein Bluter befürchtet, er könne keine Ehe eingehen, weil ein Teil seiner allfälligen Kinder<br />
ebenfalls betroffen sein könnten. Welche Antwort würdest Du ihm geben? Als Hilfe<br />
kannst Du ein Erbschema aufstellen.<br />
Aufgabe 8.5‐23: Du kennst das Lieblingsobjekt der Genforscher, die Fruchtfliege Drosophila melanogas‐<br />
ter. Die Weissäugigkeit ist ein geschlechtsgebundenes, rezessives Merkmal dieser Fliege.<br />
Man kreuzt ein rotäugiges (XA = dominant) Weibchen mit Stummelflügeln (f = rezessiv)<br />
mit einem weissäugigen (Xa = rezessiv) Männchen mit normalen Flügeln (F = dominant).<br />
Die entstehenden Nachkommen gleichen Geschlechts sind in der F1 jeweils gleich.<br />
Eruiere die Genotypen von P und die Genotypen und Phänotypen von F1! Zeichne ein<br />
Kreuzungsschema und verwende dazu die vorgeschlagenen Symbole!<br />
8.6 Proteinsynthese<br />
Aufgabe 8.6‐1: Definiere folgende Abkürzungen und Begriffe:<br />
a) prä‐mRNA<br />
b) Transkription<br />
c) Translation<br />
d) U<br />
e) Gen<br />
Aufgabe 8.6‐2: Beschreibe mit wenigen Worten, wodurch sich die Eiweisssynthese in einem Bakterium<br />
und in einer Leberzelle des Menschen grundsätzlich unterscheidet.<br />
Aufgabe 8.6‐3: Nenne drei Punkte, in denen sich der Bau einer RNA vom Bau der DNA unterscheidet.<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
Aufgabe 8.6‐4: Ergänze die folgende Tabelle zum Vergleich von Replikation und Transkription:<br />
Was wird transkri‐<br />
biert bzw. repliziert?<br />
Wo beginnt und wo<br />
endet der Vorgang?<br />
Was entsteht?<br />
Wann findet der Vor‐<br />
gang statt?<br />
Wo erfolgt der Vor‐<br />
gang bei Eukaryoten?<br />
Was wird zusammen‐<br />
gebaut?<br />
Replikation Transkription<br />
Aufgabe 8.6‐5: Ergänze im folgenden Text die fehlenden Begriffe:<br />
Die RNA‐Polymerase bindet an den …A… der DNA und ein Stück des ...B... wird geöff‐<br />
net. Am ...C... Strang lagern sich die ...D... an und werden miteinander ...E...Die ...F...<br />
bewegt sich auf dem Matrizenstrang in Richtung ...G.... An der ...H... löst sich die Poly‐<br />
merase von der DNA und setzt die ...I… frei. Bei der Transkription werden alle ...J..., d. h.:<br />
...K... gebildet.<br />
Aufgabe 8.6‐6: Beschreibe mit Stichworten die Arbeit eines t‐RNA‐Moleküls.<br />
Aufgabe 8.6‐7: Was muss ein zellfreies System zur Eiweisssynthese enthalten?<br />
Aus wie vielen Nucleotiden besteht die mRNA für ein Peptid mit 100 Aminosäuren?<br />
Aufgabe 8.6‐8: Für welche Dipeptide gibt es nur je eine einzige codierende Sequenz?<br />
Wie viele codierende Sequenzen gibt es für ein Dipeptid im Maximum?<br />
Aufgabe 8.6‐9: Gib die Aminosäuren‐Sequenz des Oligopeptids an, das von einem (Mini‐) Gen mit<br />
folgender Sequenz gebildet wird:<br />
TACAAGCCTGGCTTAATAGCCAACTATATC (Tipp: Transkription nicht vergessen!)<br />
Welche Folge hätte die Entfernung des ersten Nucleotids aus der mRNA für das Peptid?<br />
Welche Folge hätte die Entfernung des vierten Nucleotids aus der mRNA für das Peptid?<br />
Aufgabe 8.6‐10: Welche Basenreihenfolge hat die m‐RNS, die zu folgendem codierenden DNS‐Strang<br />
gehört?<br />
...ATCGATTGCAGGATCGACTGATCGATCCGATCGATCGATC......<br />
Aufgabe 8.6‐11: Welche Basen‐Tripletts gehört zur Aminosäure…<br />
a) …Lysin?<br />
b) …Phenylalanin?<br />
c) ...Glutamin?<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
Aufgabe 8.6‐12: Ergänze die folgende Tabelle und kennzeichne je ein Codon und ein Anticodon.<br />
Codierender DNS‐ Strang ...TACAGGCTAGATACCGAACCTTCTATT...<br />
m‐RNS<br />
t‐RNS<br />
Aminosäurensequenz<br />
Information<br />
Aufgabe 8.6‐13: Aus welchen Aminosäuren besteht das Eiweiss, das von folgender m‐RNS gebildet wird:<br />
...AUG CCU ACA GAG UGU CUU UAA.....<br />
Aufgabe 8.6‐14: Nenne eine möglich Basenreihenfolge, die zu folgender Aminosäurensequenz gehören<br />
kann:<br />
..... Arg‐Pro‐Leu‐Asn....<br />
Aufgabe 8.6‐15: Theoretisch könnten die Codons statt nacheinander auch überlappend angeordnet sein.<br />
Welche der folgenden Tatsachen beweisen, dass das nicht der Fall ist:<br />
a) Die Zahl der Nucleotide einer mRNA ist dreimal so hoch wie die Zahl der Aminosäu‐<br />
ren des codierten Peptids.<br />
b) Bei der Änderung eines Nucleotids ändert sich das Peptid.<br />
c) Bei der Änderung eines Nucleotids ändert sich nur eine Aminosäure.<br />
d) Beim Einfügen eines Nucleotids ändern sich alle Codons hinter dieser Stelle.<br />
e) Es gibt nur ein Startcodon.<br />
Aufgabe 8.6‐16: Welche der folgenden Abschnitte der DNA‐Doppelhelix enthalten die Information für<br />
das Dipeptid Lys‐Tyr?<br />
a) b) c) d)<br />
5' CGAATTTATA 3' 5' AGCTTCCATA 3' 5' GTCTATGAACG 3' 5' ATTCATACGT 3'<br />
3' GCTTAAATAT 5' 3' TCGAAGGTAT 5' 3' CAGATACTTGC 5' 3' TAAGTATGCA 5'<br />
Aufgabe 8.6‐17: Definiere folgende Begriffe:<br />
a) prä‐mRNA b) Spleissen c) Exon<br />
Aufgabe 8.6‐18: Welche Folgen könnte es haben, wenn die prä‐mRNA nicht bearbeitet würde?<br />
Aufgabe 8.6‐19: Der codogene Strang einer DNA hat die Sequenz: TAC CAC GTA CGA TCT ACT. Welche<br />
Wirkung für das Genprodukt hat:<br />
Die Veränderung des Adenins zu Guanin im a) ersten, b) zweiten oder c) dritten Codon?<br />
Der Einschub eines Adenins nach dem ersten Triplett?<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
Aufgabe 8.6‐20: Proteinbiosynthese<br />
a) Ordne den angegebenen Zahlen im Schema zur Proteinbiosynthese die entspre‐<br />
chenden Begriffe zu.<br />
b) Erläutere in einem zusammenhängenden Text den Ablauf der Proteinbiosynthese<br />
anhand dieses Schemas.<br />
Aufgabe 8.6‐21: Welche der folgenden Aussagen beschreibt keinen Unterschied zwischen RNA und<br />
DNA?<br />
a) RNA enthält Uracil, DNA Thymin.<br />
b) RNA enthält Ribosen, DNA Desoxyribosen.<br />
c) RNA enthält fünf Basen, DNA vier.<br />
d) RNA ist ein einzelner Polynucleotidstrang, DNA ist ein Doppelstrang.<br />
e) RNA ist im Verhältnis kleiner als menschliche chromosomale DNA.<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
Aufgabe 8.6‐22: Neurospora kann normalerweise alle 20 Aminosäuren synthetisieren. Ein bestimmter<br />
Stamm dieses Schimmelpilzes kann in einfachem Nährmedium nicht wachsen, sondern<br />
nur dann, wenn die Aminosäure Leucin dem Medium zugesetzt wird. Dieser Stamm ...<br />
a) ist abhängig von Leucin zur Energiegewinnung.<br />
b) ist in Bezug auf die Synthese aller Proteine mutiert.<br />
c) trägt eine Mutation bei der Synthese aller 20 Aminosäuren.<br />
d) trägt eine Mutation bei der Synthese von Leucin.<br />
e) trägt eine Mutation bei der Synthese von 19 der 20 Aminosäuren.<br />
Aufgabe 8.6‐23: Eine mRNA hat die Sequenz 5'‐AUGAAAUCCUAG‐3'. Welche Sequenz hat der zugehöri‐<br />
ge DNA‐Matrizenstrang?<br />
a) 5'‐TACTTTAGGATC‐3'<br />
b) 5'‐ATGAAATCCTAG‐3'<br />
c) 5'‐GATCCTAAAGTA‐3'<br />
d) 5'‐TACAAATCCTAG‐3'<br />
e) 5'‐CTAGGATTTCAT‐3'<br />
Aufgabe 8.6‐24: Die Adapter, welche die Translation des Vier‐Buchstaben‐Codes der Nucleinsäuren in die<br />
Sprache der Aminosäuren ermöglichen, bezeichnet man als...<br />
a) Aminoacyl‐tRNA‐Synthetasen.<br />
b) transfer‐RNAs.<br />
c) ribosomale RNAs.<br />
d) Messenger‐RNAs.<br />
e) Ribosomen.<br />
Aufgabe 8.6‐25: Die Transkription...<br />
a) erzeugt nur mRNAs.<br />
b) erfordert Ribosomen.<br />
c) erfordert tRNAs.<br />
d) erzeugt RNA, die vom 5'‐ zum 3'‐Ende verlängert wird.<br />
e) erfolgt nur bei Eukaryoten.<br />
Aufgabe 8.6‐26: Welche Aussage über die Translation ist falsch?<br />
a) Es handelt sich um eine RNA‐abhängige Polypeptidsynthese.<br />
b) Ein mRNA‐Molekül kann immer nur von einem Ribosom auf einmal translatiert wer‐<br />
den.<br />
c) Bei fast allen Lebewesen gilt derselbe genetische Code.<br />
d) Jedes Ribosom kann jede mRNA translatieren.<br />
e) Es gibt sowohl Start‐ als auch Stoppcodons.<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
Aufgabe 8.6‐27: Welche Aussage trifft nicht zu?<br />
a) Bei der Translation wirken Transfer‐RNAs mit.<br />
b) Bei der Translation wirken ribosomale RNAs mit.<br />
c) Bei der Transkription werden RNAs erzeugt.<br />
d) Messenger‐RNAs werden an Ribosomen erzeugt.<br />
e) DNA codiert mRNA, tRNA und rRNA.<br />
Aufgabe 8.6‐28: Der genetische Code...<br />
a) unterscheidet sich bei Prokaryoten und Eukaryoten.<br />
b) hat sich im Verlauf der jüngeren Evolution verändert.<br />
c) umfasst 64 Codons, die Aminosäuren codieren.<br />
d) ist degeneriert.<br />
e) ist uneindeutig.<br />
Aufgabe 8.6‐29: Der genetische Code wird als degeneriert bezeichnet. Was bedeutet das? Wie ist es<br />
möglich, dass eine Punktmutation, bei der in der DNA eine einzelne Base gegen eine an‐<br />
dere ausgetauscht wird, nicht zu einem Fehler bei der Proteinsynthese führt?<br />
Aufgabe 8.6‐30: Der Amerikaner Har Gobind Khorana synthetisierte künstliche mRNAs wie beispielswei‐<br />
se Poly(CA) (CACA ...) und Poly(CAA) (CAACAA ...). Er stellte fest, dass Poly(CA) ein Po‐<br />
lypeptid codiert, das sich abwechselnd aus Threonin und Histidin (His—Thr—His‐Thr ...)<br />
zusammensetzt. Bei Poly(CA) gibt es zwei mögliche Codons (CAC und ACA), aber wel‐<br />
ches gehört zu welcher Aminosäure? Die Antwort erhält man aus den Ergebnissen von<br />
Poly(CAA), das drei verschiedene Polypeptide hervorbringt: Poly(Thr) (Threonin), Po‐<br />
ly(Gln) (Glutamin) und Poly(Asn) (Asparagin). Eine künstliche mRNA kann (wenn auch<br />
ineffizient) von jedem beliebigen Punkt in der Kette aus abgelesen werden; es gibt keine<br />
spezifische Initiatorregion. Poly(CAA) kann also als Polymer von CAA, ACA oder AAC ge‐<br />
lesen werden. Vergleiche die Ergebnisse der Experimente mit Poly(CA) und Poly(CAA)<br />
und stelle fest, welches Codon Threonin und welches Histidin codiert.<br />
Aufgabe 8.6‐31: Bei der Transkription treten etwa 100000‐mal so viele Fehler auf wie bei der DNA‐<br />
Replikation. Warum kann diese hohe Fehlerrate bei der RNA‐Synthese toleriert werden,<br />
nicht jedoch bei der DNA‐Synthese?<br />
8.7 Mutationen<br />
Aufgabe 8.7‐1: Erkläre folgende Begriffe:<br />
a) Inversion<br />
b) Monosomie<br />
c) Mutagene<br />
Aufgabe 8.7‐2: Bei der menschlichen Spermienbildung findet in der Meiose ein Fehler bei der Verteilung<br />
der Geschlechtschromosomen statt. Welche Folgen hat der Fehler, wenn er…<br />
a) in der ersten Teilung oder<br />
b) in der zweiten Teilung der Meiose geschieht?<br />
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8 <strong>Genetik</strong> Aufgaben zum Biobuch<br />
Aufgabe 8.7‐3: a) Warum haben Deletionen meist gravierendere Folgen als Translokationen?<br />
b) Bei welcher Gelegenheit finden Genommutationen in der Regel statt?<br />
c) Warum bekommt man beim Röntgen eine Bleischürze?<br />
d) Warum sind die meisten Trisomien letal?<br />
e) Können somatische Mutationen vererbt werden?<br />
Aufgabe 8.7‐4: Was nützen Untersuchungen über die Mutagenität von Umwelteinflüssen?<br />
Aufgabe 8.7‐5: Bei der einzigen lebensfähigen Monosomie des Menschen liegt in den Körperzellen statt<br />
zwei Gonosomen nur ein X‐Chromosom vor (44, X0). Was für ein Geschlecht haben Men‐<br />
schen mit dieser Monosomie? Begründen Sie Ihre Antwort.<br />
Aufgabe 8.7‐6: An einer bestimmten Stelle in einem Gen enthält der Nicht‐Matrizenstrang der DNA die<br />
Sequenz GAA. Eine Mutation verändert das Triplett zu GAG. Diese Art der Mutation be‐<br />
zeichnet man als...<br />
a) Stumm.<br />
b) Missense.<br />
c) Nonsense.<br />
d) Rasterschub.<br />
e) Translokation.<br />
Aufgabe 8.7‐7: Eine Mutation, durch die aus einem UGG‐Codon ein UAG‐Codon wird, ...<br />
a) ist eine Nonsense‐Mutation.<br />
b) ist eine Missense‐Mutation.<br />
c) ist eine Rasterschub‐Mutation.<br />
d) ist eine Inversion.<br />
e) hat wahrscheinlich keine Auswirkungen.<br />
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