Aufgaben: Meiose, Rekombination und Vererbungsregeln

Beschreiben Sie, in welcher Phase der Meiose die Chromosomenzahl halbiert wird, und erklären Sie, warum diese Halbierung für die geschlechtliche Fortpflanzung notwendig ist.

Nennen Sie die beiden Ursachen für die genetische Vielfalt der Keimzellen (innere und äußere Rekombination) und beschreiben Sie jeweils kurz den Vorgang.

Formulieren Sie die Uniformitätsregel und die Spaltungsregel nach Mendel und geben Sie an, in welchem Zahlenverhältnis die Phänotypen in der F$_2$-Generation bei dominant-rezessivem Erbgang auftreten.

Der Mensch hat $2n = 46$ Chromosomen.

1. a) Berechnen Sie die Zahl der möglichen Chromosomenkombinationen in den Keimzellen eines Menschen ohne Crossing-over.
2. b) Berechnen Sie die Zahl der möglichen Kombinationen in einer Zygote aus zwei Eltern.
3. c) Erklären Sie, warum Geschwister trotzdem unterschiedlich aussehen.

Eine Erbsenpflanze mit gelben Samen (Gen G, dominant) und runder Form (Gen R, dominant), dihybrid $GgRr$, wird mit einer grün-runzeligen Pflanze ($ggrr$) gekreuzt. Die Gene liegen auf verschiedenen Chromosomen.

1. a) Geben Sie die Keimzelltypen und ihr Verhältnis an.
2. b) Geben Sie das erwartete Phänotypenverhältnis der Nachkommen an.
3. c) Nennen Sie die Mendel-Regel, die dies beschreibt.

Bei der Taufliege Drosophila liegen die Gene für Körperfarbe und Flügelform auf demselben Chromosom. Eine Testkreuzung ergibt: 420 Tiere Elterntyp 1, 410 Tiere Elterntyp 2, 85 Tiere Rekombinant 1, 85 Tiere Rekombinant 2.

1. a) Berechnen Sie die Rekombinationshäufigkeit in Prozent.
2. b) Erklären Sie die Entstehung der Rekombinanten.
3. c) Erläutern Sie, was die Abweichung vom Verhältnis 1:1:1:1 über die Genlage aussagt.

Ein Paar hat ein Kind mit Down-Syndrom (Trisomie 21). Der Karyotyp des Kindes zeigt 47 Chromosomen, beide Eltern haben 46.

1. a) Erklären Sie, wie eine Non-Disjunction in der Meiose zu dieser Trisomie führen kann, und unterscheiden Sie zwischen Meiose I und Meiose II.
2. b) Erklären Sie, warum das Risiko mit dem Alter der Mutter steigt.
3. c) Beschreiben Sie, wie sich eine Translokationstrisomie im Karyogramm von einer freien Trisomie unterscheidet und was das für das Wiederholungsrisiko bedeutet.

Ein Pflanzenzüchter in Niedersachsen kreuzt zwei Linien einer Pflanze reinerbig: rot-blühend/hoch (RRHH) mit weiß-blühend/niedrig (rrhh). Die F$_1$ wird untereinander gekreuzt. In der F$_2$ treten 1.600 Pflanzen auf, davon 900 rot-hoch, 300 rot-niedrig, 300 weiß-hoch, 100 weiß-niedrig.

1. a) Überprüfen Sie, ob die Zahlen der dihybriden Spaltungsregel entsprechen.
2. b) Begründen Sie, warum diese Gene unabhängig vererbt werden.
3. c) Berechnen Sie die erwartete Zahl weiß-niedriger Pflanzen bei 800 Pflanzen.

Vergleichen Sie Mitose und Meiose hinsichtlich Ablauf, Chromosomensatz der Tochterzellen und genetischer Identität und beurteilen Sie anhand des Vergleichs die Bedeutung der Meiose für Evolution und Züchtung.