Biologie I/B: Klassische und molekulare Genetik, molekulare

Biologie I/B: Klassische und molekulare Genetik, molekulare Grundlagen der Entwicklung
Tutorium
SS 2016, Termin 5
Biologie I/B: Klassische und molekulare Genetik, molekulare
Grundlagen der Entwicklung
Tutorium
SS 2016
Fragen für die Tutoriumsstunde 5 (27.06. – 01.07.)
Mendel, Kreuzungen, Statistik
1. Sie bekommen aus einem fremden Labor vier Mäuse mit verschiedenen Fellfarben
und haben die Aufgabe, Angaben zu Geno- und Phänotypen zu machen.
Maus Nr. 1 ist männlich, Fellfarbe: agouti (bräunlich)
Maus Nr. 2 ist weiblich, Fellfarbe: agouti
Maus Nr. 3 ist weiblich, Fellfarbe: agouti
Maus Nr. 4 ist männlich, Fellfarbe: schwarz
Aus der Verpaarung der Mäuse untereinander (symbolisiert durch „x“) erhalten Sie
folgende Nachkommen:
1x2
alle Nachkommen sind agouti
1x3
3/4 der Nachkommen sind agouti, 1/4 sind schwarz
2x4
alle Nachkommen sind agouti
Beantworten Sie folgende Fragen:
a) Welcher Phänotyp ist dominant?
b) Welche Genotypen haben die vier Mäuse? Verwenden Sie F (= Fellfarbe) für
das dominante und f für das rezessive Allel.
c) Welchen Geno- und Phänotyp haben die Nachkommen der Verpaarung 3 x 4?
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2. Unten sehen Sie einen Stammbaum eines erkrankten Individuums. Die
Erkrankung wird autosomal rezessiv vererbt und durch eine Mutation im Gen XY
verursacht.
a) Tragen Sie die Genotypen aller Individuen im Stammbaum ein. Verwenden
Sie „A“ für das dominante (Wildtyp) und „a“ für das rezessive (mutierte) Allel.
Erläuterung: gefüllte Kästchen (♂) bzw. Kreise (♀) sind Träger des Merkmals.
b) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass I:1 und I:2 einen gesunden
Sohn (II:2) bekommen?
3. Mutationen im Parkin-Gen (PARK2) sind verantwortlich für eine autosomal
rezessive Form von Parkinson. In einer Familie ist ein Elternteil homozygot und der
andere Elternteil heterozygot für eine Mutation in PARK2.
a) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit für dieses Paar, ein erkranktes Kind zu
bekommen?
b) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, einen erkrankten Jungen zu bekommen?
c) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit für das Paar, dass unter vier Kindern zwei
Parkinson haben?
d) Wie hoch ist die Wahrscheinlichkeit, dass unter vier Kindern zwei Parkinson
haben, wenn beide Elternteile heterozygot für diese Erkrankung sind?
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4. Sie arbeiten mit einem Zierfisch, der zwei Farbphänotypen (rot und weiß) zeigt.
Die Farbe wird durch ein einziges Gen definiert. Die Fische sind Hermaphroditen,
somit können sie sich selbst befruchten oder sich mit einem anderen Fisch paaren.
Sie erhalten drei Fische: Fisch 1, Fisch 2 und Fisch 3.
a) Im Experiment Nr. 1 kreuzen Sie zunächst Fisch 2 (rot) mit Fisch 3 (rot) und
erhalten 100 rote Nachkommen und keine weißen Nachkommen.
Kreuzen Sie an, welche der folgenden Aussagen für dieses Experiment
zutreffen könnten?
kann zutreffen
Fisch 2 und Fisch 3 sind homozygot.
Der rote Phänotyp ist dominant gegenüber dem weißen
Phänotyp.
Der weiße Phänotyp ist dominant gegenüber dem roten
Phänotyp.
Beide Fische sind heterozygot.
Fisch 2 ist homozygot, Fisch 3 ist heterozygot.
Fisch 2 ist heterozygot, Fisch 3 ist homozygot.
b) Als zweites Experiment kreuzen Sie Fisch 2 mit sich selbst und erhalten
folgende Verteilung der Phänotypen in der Nachkommenschaft:
Zahl der Nachkommen mit folgenden
Phänotyp
Experiment
Rot
Weiß
Nr. 1: Fisch 2 (rot) x Fisch 3 (rot) 100
0
Nr. 2: Fisch 2 (rot) x Fisch 2 (rot) 70
30
Wenn Sie die Ergebnisse von Experiment 1 und Experiment 2 betrachten,
welche der folgenden Aussagen könnten für diese zutreffen?
kann zutreffen
Fisch 2 und Fisch 3 sind homozygot.
Der rote Phänotyp ist dominant gegenüber dem weißen
Phänotyp.
Der weiße Phänotyp ist dominant gegenüber dem roten
Phänotyp.
Beide Fische sind heterozygot.
Fisch 2 ist homozygot, Fisch 3 ist heterozygot.
Fisch 2 ist heterozygot, Fisch 3 ist homozygot.
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c) Sie führen ein drittes Kreuzungsexperiment durch, in dem Sie Fisch 1 (weiß)
mit Fisch 2 (rot) kreuzen und erhalten 400 Nachkommen. Beachten Sie, dass
Fisch 2 jenem Fisch 2 in den obigen Experimenten entspricht. Tragen Sie die
erwarteten Phänotypen und die zugehörige Zahl der Nachkommen in die
folgende Tabelle ein:
Mögliche Phänotypen
Gesamtzahl der Nachkommen mit diesem
Phänotyp
5. Sie untersuchen die Entwicklung einer neuen Taufliegen-Spezies, Drosophila
tutoriumsis, und finden eine Fliege mit gewellten Flügeln (curly wings). Der gewellteFlügel-Phänotyp wird durch eine Mutation in einem einzelnen Locus verursacht. Sie
haben reinerbige Fliegen mit gewellten Flügeln (cy/cy) und reinerbige Fliegen mit
normalen Flügeln (+/+).
a) Mit welcher Kreuzung können Sie herausfinden, ob der mutierte Phänotyp
dominant oder rezessiv ist? Nennen Sie die Genotypen der P0 und der F1.
b) Welche(n) Phänotypen erwarten Sie zu welchem Prozentsatz, wenn der
mutierte Phänotyp dominant und welchen Prozentsatz, wenn er rezessiv ist?
c) Sie führen die Kreuzung durch und stellen fest, dass der gewellte-FlügelPhänotyp rezessiv ist. Eine Kollegin untersucht eine Mutation, die kurze
Antennen verursacht. Der kurze-Antennen-Phänotyp ist rezessiv zum Wildtyp
(lange-Antennen). Das mutierte Allel heißt ant, das Wildtyp-Allel +. Sie führen
die folgenden Kreuzungen durch:
Kreuzung 1
P0
F1
gewellte
Flügel, lange
Antennen
cy/cy ; +/+
x
normale
Flügel, kurze
Antennen
+/+ ; ant/ant
normale Flügel,
lange Antennen
Kreuzung 2
P0
F1 aus
Kreuzung 1
x
gewellte
Flügel, kurze
Antennen
Kreuzung 2 ist ein Beispiel für eine bestimmte Art von Kreuzungen. Für
welche?
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d) Wenn die Gene cy und ant nicht gekoppelt sind – welche Phänotypen in
welchen Verhältnissen erwarten Sie in der F1 aus Kreuzung 2?
Phänotypen
Verhältnis
e) Könnten die Gene cy und ant auf demselben Chromosom liegen?
f)
Sie führen Kreuzung 2 durch, untersuchen 1000 Nachkommen und stellen
fest, dass die Gene cy und ant gekoppelt sind. Geben Sie die Genotypen und
Phänotypen der parentalen und rekombinanten Nachkommen an.
parentale
Nachkommen
rekombinante
Nachkommen
Anzahl
431 + 429
Genotypen
Phänotypen
Anzahl
69 + 71
Genotypen
Phänotypen
g) Wie hoch ist die Rekombinationsfrequenz zwischen cy und ant?
6. Sie haben drei neue Saccharomyces cerevisiae-Mutanten isoliert, die langsam
wachsen und kleine Kolonien bilden. Sie nennen die Mutanten slo1, slo2 und slo3.
Wenn Sie haploide slo1-oder slo2-Zellen mit haploiden Wildtyp-Zellen kreuzen,
bilden alle entstehenden diploiden Zellen normal große Kolonien. Kreuzen Sie aber
slo3-Zellen mit Wildtyp-Zellen, bilden sich nur kleine Kolonien.
a) Welche Aussagen können Sie über die Mutationen slo1, slo2 und slo3 treffen?
(Die mtDNA dieser Hefemutanten zeigt keinerlei Mutationen.)
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b) Sie kreuzen slo1-Zellen mit slo2-Zellen. Die entstehenden diploiden Zellen
wachsen normal. Welche Aussage können Sie über das betroffene Gen bzw.
die betroffenen Gene machen?
c) Diploide Zellen aus b) werden sporuliert. Es werden zehn Tetraden gelegt:
Die großen Kolonien sind so groß wie Wildtyp-Kolonien. Welche Aussage
können Sie jetzt über die Genkopplung von slo1 und slo2 treffen? Antworten
Sie so genau wie möglich.
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