Aufgaben: Andere Erbgänge

Erkläre, was Kodominanz ist, und nenne ein Beispiel beim Menschen, bei dem sich zwei Allele gleichzeitig ausprägen.

Erkläre, was intermediärer Erbgang (unvollständige Dominanz) ist, und beschreibe, welcher Phänotyp auftritt, wenn man eine Pflanze mit roten Blüten mit einer Pflanze mit weißen Blüten kreuzt und das Merkmal diesem Muster folgt.

Bei den Blutgruppen sind die Allele $I^A$, $I^B$ und $i$ beteiligt. Gib an, welche Genotypen zu den Blutgruppen A, B, AB und 0 gehören.

Erkläre den Unterschied zwischen Kodominanz und intermediärem Erbgang und nenne je ein Beispiel.

Erkläre, was es bedeutet, dass ein Gen X-chromosomal gekoppelt ist, und begründe, warum Männer (XY) für diese Gene nur ein Allel besitzen, Frauen (XX) dagegen zwei.

Eine Person hat die Blutgruppe 0. Gib ihren Genotyp an und begründe, ob sie ein Allel $I^A$ oder $I^B$ haben kann.

Für die AB0-Blutgruppen gibt es drei verschiedene Allele, aber jeder Mensch besitzt nur zwei davon. Erkläre, was multiple Allelie ist und warum das so ist.

Bei der Wunderblume folgt die Blütenfarbe dem intermediären Erbgang: RR ist rot, Rr ist rosa und rr ist weiß. Kreuze eine Pflanze mit rosa Blüten mit einer Pflanze mit weißen Blüten und gib die Genotyp- und Phänotypverhältnisse der Nachkommen an.

Eine Person mit der Blutgruppe AB und eine Person mit der Blutgruppe 0 bekommen ein Kind. Gib die möglichen Blutgruppen des Kindes und ihre Wahrscheinlichkeit an, wobei die Blutgruppe jedes Elternteils unter den Möglichkeiten ausgeschlossen wird.

Bei der Wunderblume zeigt die Blütenfarbe einen intermediären Erbgang: rot (RR), rosa (Rr) und weiß (rr). Vervollständige das Kreuzungsquadrat im Schema, in dem zwei Pflanzen mit rosa Blüten gekreuzt werden, und gib die Genotyp- und Phänotypverhältnisse der Nachkommen an.

Beim Menschen wird das Geschlecht durch die Chromosomen bestimmt: Frauen sind XX und Männer XY. Erkläre anhand der entsprechenden Kreuzung, warum die Wahrscheinlichkeit für einen Sohn oder eine Tochter gleich groß ist (Verhältnis 1:1) und welcher Elternteil das Chromosom beisteuert, das über das Geschlecht des Kindes entscheidet.

Bei andalusischen Hühnern zeigt die Gefiederfarbe einen intermediären Erbgang: BB ist schwarz, Bb ist blau und bb ist weiß. Kreuze zwei blaue Hühner und gib die erwarteten Genotyp- und Phänotypverhältnisse bei den Küken an.

Eine Frau mit der Blutgruppe A (heterozygot, $I^A i$) und ein Mann mit der Blutgruppe B (heterozygot, $I^B i$) bekommen ein Kind. Gib alle Blutgruppen an, die das Kind haben kann, und die Wahrscheinlichkeit für jede davon.

Eine Person mit der Blutgruppe AB und eine Person mit der Blutgruppe A (heterozygot, $I^A i$) bekommen ein Kind. Berechne die Wahrscheinlichkeit jeder möglichen Blutgruppe bei den Nachkommen und begründe, warum das Kind nicht die Blutgruppe 0 haben kann.

Ein farbenblinder Mann ($X^d Y$) bekommt Kinder mit einer Frau mit normalem Sehvermögen, die kein Überträgerin ist ($X^D X^D$). Gib die Genotypen und Phänotypen der Söhne und der Töchter an und erkläre, warum man sagt, dass dieser Erbgang „über Kreuz“ vom Vater auf die Töchter verläuft.

Ein Mann mit der Blutgruppe AB und eine Frau mit der Blutgruppe A haben ein Kind mit der Blutgruppe B. Leite den Genotyp der Mutter ab und erläutere deine Überlegung.

In einer genetischen Beratungsstelle erscheint ein Paar: Der Mann hat normales Farbsehen und die Frau ebenfalls, aber sie ist besorgt, weil ihr Großvater mütterlicherseits farbenblind war (ihre Großmutter mütterlicherseits und ihr Vater hatten normales Farbsehen und keine familiäre Vorbelastung). Der Mann behauptet, es gebe keinen Grund zur Sorge, und versichert: „Da ich nicht farbenblind bin, ist es unmöglich, dass wir eine farbenblinde Tochter oder einen farbenblinden Sohn bekommen.“

1. a) Leite begründet die Wahrscheinlichkeit ab, dass die Frau Überträgerin ist, anhand der Daten ihrer Familie mütterlicherseits.
2. b) Widerlege oder bestätige mit genetischen Argumenten die Aussage des Mannes getrennt für die Töchter und für die Söhne und zeige die möglichen Kreuzungen.
3. c) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass das erste Kind dieses Paares ein farbenblinder Junge ist.

In einem Krankenhaus kommt es zu einem medizinischen Notfall und ein Patient mit der Blutgruppe 0 braucht dringend eine Transfusion. Bei der Untersuchung seiner leiblichen Eltern stellt sich heraus, dass der Vater die Blutgruppe A und die Mutter die Blutgruppe B hat. Ein Praktikant behauptet, es müsse ein Fehler bei der Abstammung vorliegen, denn „zwei Elternteile mit den dominanten Antigenen A und B können niemals ein Kind der Blutgruppe 0 zeugen, das keines der beiden Antigene besitzt“.

1. a) Widerlege die Behauptung des Praktikanten, indem du die genauen Genotypen der Eltern ableitest, und stelle die Kreuzung dar, die zeigt, dass die Geburt des Patienten genetisch möglich ist.
2. b) Wenn dieses Paar weitere Kinder bekommt, sage die erwarteten Phänotypanteile für jede Blutgruppe voraus.
3. c) Begründe, ob eines der zukünftigen Geschwister dem Patienten mit der Blutgruppe 0 rote Blutkörperchen spenden könnte.

Königin Victoria von Großbritannien war heterozygote Überträgerin der Hämophilie ($X^H X^h$) und ihr Gemahl, Prinz Albert, hatte normale Blutgerinnung ($X^H Y$). In den europäischen Herrscherhäusern unter ihren Nachkommen traten mehrere betroffene Männer auf, aber keine Frau mit Hämophilie.

1. a) Ein Gerücht der damaligen Zeit besagte, dass 100 % der Töchter des Paares krank geboren worden wären, wenn Prinz Albert Bluter gewesen wäre. Zeige mithilfe der genetischen Kreuzung, ob diese Aussage wahr oder falsch ist, und gib die erwarteten Phänotyp- und Genotypanteile für die Töchter in diesem Fall an.
2. b) Leite ab, welche zwei genetischen und phänotypischen Bedingungen bei beiden Eltern gleichzeitig erfüllt sein mussten, damit damals ein hämophiles Mädchen geboren werden konnte.
3. c) Begründe auf Chromosomenebene, warum Männer keine gesunden Überträger einer X-chromosomal-rezessiven Krankheit sein können.

Auf der Entbindungsstation eines Krankenhauses ist es nach einer technischen Panne zu einer Verwechslung von drei Neugeborenen gekommen. Die Blutgruppen der drei Babys und der drei Elternpaare wurden bestimmt:

• Baby 1: Blutgruppe 0

• Baby 2: Blutgruppe AB

• Baby 3: Blutgruppe B

• Paar X: Beide Elternteile haben die Blutgruppe AB.

• Paar Y: Die Mutter hat die Blutgruppe A und der Vater die Blutgruppe B; beide wissen, dass ihre jeweiligen Eltern (die Großeltern des Kindes) die Blutgruppe 0 hatten.

• Paar Z: Die Mutter hat die Blutgruppe 0 und der Vater die Blutgruppe AB.

1. a) Ordne begründet jedes Baby dem passenden Paar zu. Leite dazu die Genotypen der Eltern ab und erkläre, warum du die anderen Kombinationen ausschließt.
2. b) Wenn Paar Y ein weiteres Kind bekäme, wie groß wäre die Wahrscheinlichkeit (in Prozent), dass es dieselbe Blutgruppe hat wie Baby 2?

Beim Menschen wird die Farbenblindheit durch ein rezessives X-chromosomales Allel bestimmt ($X^d$), während der Rhesusfaktor über ein autosomales Gen vererbt wird, bei dem das positive Allel ($Rh^+$) dominant über das negative ($Rh^-$) ist. Eine Frau mit normalem Farbsehen und Rhesusfaktor positiv, deren Vater farbenblind und Rhesusfaktor negativ war, bekommt Nachkommen mit einem Mann mit normalem Farbsehen, der für den Rhesusfaktor heterozygot ist.

1. a) Leite die Genotypen der Eltern ab und begründe den der Frau anhand der Informationen über ihren Vater.
2. b) Führe die nötige genetische Analyse durch, um die Wahrscheinlichkeit zu berechnen, dass sie einen Sohn bekommen, der zugleich farbenblind und Rhesusfaktor negativ ist. Gib das Ergebnis als Bruch und in Prozent (mit Dezimalkomma) an.
3. c) Erkläre, ohne das gesamte Kreuzungsquadrat für die Töchter auszuführen, warum die Wahrscheinlichkeit, bei diesem Paar eine farbenblinde Tochter zu bekommen, genau 0 % beträgt.

Markus und Emilia haben normale Blutgerinnung und haben einen ersten Sohn bekommen, bei dem Hämophilie (eine rezessive X-chromosomale Krankheit) diagnostiziert wurde. Nun ist Emilia mit Zwillingen schwanger: einem Jungen und einem Mädchen. Bei einem Familientreffen fallen zwei Bemerkungen:

1. „Da das erste Kind schon als Bluter geboren wurde, wird der nächste Junge nach der Wahrscheinlichkeit völlig gesund zur Welt kommen.“

2. „Das künftige Mädchen hat eine Wahrscheinlichkeit von 50 %, an Hämophilie zu erkranken, genau wie sein Bruder.“

1. a) Leite die Genotypen von Markus und Emilia ab und kläre, von welchem Elternteil der erste Sohn das krankheitsverursachende Allel geerbt hat.
2. b) Widerlege jede der beiden Aussagen der Verwandten mit genetischen und wahrscheinlichkeitsrechnerischen Argumenten. Gib die tatsächliche Wahrscheinlichkeit an, dass der neue Junge gesund ist und dass das Mädchen an der Krankheit leidet.
3. c) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass das künftige Mädchen Überträgerin des Hämophilie-Allels ist, ohne die Symptome zu zeigen.

Ein Paar aus einer Frau mit der Blutgruppe A und einem Mann mit der Blutgruppe B, beide heterozygot für das AB0-System ($I^A i$ und $I^B i$), plant Nachwuchs.

1. a) Sage mithilfe des entsprechenden Kreuzungsquadrats die erwarteten Genotyp- und Phänotypverhältnisse der Nachkommen voraus.
2. b) Nach einem Unfall bräuchte die Mutter dringend eine Transfusion roter Blutkörperchen. Berechne unter Berücksichtigung der Verträglichkeit im AB0-System die Wahrscheinlichkeit, dass ein zufällig ausgewähltes Kind dieses Paares ein für sie geeigneter Spender ist.
3. c) Berechne die kombinierte Wahrscheinlichkeit, dass die ersten beiden Kinder die Blutgruppe 0 haben und das dritte zur Blutgruppe AB gehört. Gib das Ergebnis als gekürzten Bruch und als Prozentsatz mit Dezimalkomma an.

Ein Mann mit Hämophilie ($X^h Y$) und eine homozygote Frau, die keine Überträgerin ist ($X^H X^H$), haben Nachkommen: einen Sohn und eine Tochter. Als Erwachsene bekommen beide Kinder Nachkommen mit gesunden Partnern ohne familiäre Vorbelastung für die Krankheit.

Der Sohn fürchtet, die Hämophilie an seine Kinder weiterzugeben, während die Tochter überzeugt ist, dass ihre Nachkommen sie niemals bekommen können, „weil ihre eigene Mutter das Krankheitsallel nicht hatte“.

1. a) Beurteile mithilfe der Kreuzungen der F1 und der F2 die Befürchtungen und Überzeugungen beider Geschwister und bestimme, wer von beiden einen Denkfehler macht.
2. b) Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass ein Enkel (Sohn der Tochter) an Hämophilie leidet, und die Wahrscheinlichkeit, dass eine Enkelin (Tochter der Tochter) hämophil ist.
3. c) Erkläre auf zytogenetischer Ebene, warum solche rezessiven geschlechtsgebundenen Merkmale in der männlichen Linie einen Erbgang mit phänotypisch übersprungener Generation zeigen.

Herausforderung zum Thema. Wie werden Merkmale in deiner eigenen Familie weitergegeben? Werde zum genetischen Berater und erstelle einen begründeten biologischen Bericht über eure Vererbung.

1. Datenerhebung: Entwirf eine Tabelle und befrage $4$ oder mehr Verwandte (oder nahestehende Personen). Erfasse ein Merkmal mit Dominanz und Rezessivität (Zungenrollen oder freie Ohrläppchen, die hier mit einem vereinfachten mendelschen Modell behandelt werden, obwohl ihre tatsächliche Vererbung komplexer ist) sowie ihre AB0-Blutgruppe.

2. Vergleich mit der Bevölkerung: Recherchiere auf der Website des Deutschen Roten Kreuzes die Häufigkeiten des AB0-Systems in Deutschland (ca. $45,0\,\%$ Blutgruppe A, $42,0\,\%$ 0, $9,0\,\%$ B und $4,0\,\%$ AB) und vergleiche die Verteilung deiner Stichprobe mit dem Bundesdurchschnitt.

3. Genetische Analyse: Leite die möglichen Genotypen jedes Teilnehmers ab (gib den sicheren Genotyp an, wenn Phänotyp oder Stammbaum dies zulassen) und verwende dabei die übliche Schreibweise ($A$, $a$, $I^A$, $I^B$, $i$). Begründe, wie die Allele beim mendelschen Merkmal zusammenwirken, im Unterschied zur Kodominanz und multiplen Allelie der AB0-Blutgruppen.

4. Abschlussbericht: Verfasse einen einseitigen Bericht, der deine Datentabelle, einen begründeten einfachen Stammbaum und die Erklärung beider Erbgänge enthält.

Bewertet wird:

• Sorgfältige und begründete Ableitung der Genotypen mithilfe der formalen genetischen Symbolik.

• Klare begriffliche Unterscheidung zwischen vollständiger Dominanz und anderen Erbgängen (Kodominanz und multiple Allele).

• Korrekter Vergleich zwischen der eigenen Stichprobe und den Referenzdaten der Bevölkerung.