Dominanz und Rezessivität

Definiere die Begriffe Gen, Allel, Genotyp und Phänotyp und nenne ein einfaches Beispiel, das sie verbindet (z. B. mit der Farbe einer Blüte).

Erkläre, was es bedeutet, dass ein Allel dominant bzw. rezessiv ist. Kann sich ein rezessives Merkmal bei einem heterozygoten Individuum zeigen? Begründe deine Antwort.

Das Schema zeigt ein Kreuzungsquadrat der Kreuzung zwischen zwei heterozygoten Individuen (Aa × Aa). Ergänze das fehlende Feld und gib die Genotyp- und Phänotypverhältnisse der Nachkommen an, wenn das Allel A (dunkle Farbe) über a (helle Farbe) dominiert.

Erkläre den Unterschied zwischen homozygot und heterozygot und gib an, welcher von beiden für dieses Merkmal zwei verschiedene Gametentypen bilden kann und welcher nur einen.

Gib für ein Gen mit zwei Allelen, A und a, an, welche Gameten ein Individuum AA, eines Aa und eines aa bildet. Wie viele verschiedene Gametentypen bildet jedes?

Eine Maus zeigt den rezessiven Phänotyp für die Fellfarbe. Welchen Genotyp hat sie mit Sicherheit? Und wenn sie den dominanten Phänotyp zeigte? Erkläre, warum wir es im einen Fall sicher wissen und im anderen nicht.

Mendel kreuzte eine reinerbige Erbsenpflanze mit gelben Samen (AA) mit einer mit grünen Samen (aa). Gib den Genotyp und den Phänotyp der gesamten ersten Tochtergeneration (F1) an und formuliere mit eigenen Worten die erste mendelsche Regel, die Uniformitätsregel.

Eine homozygot dominante Pflanze (AA) wird mit einer heterozygoten (Aa) gekreuzt. Erstelle das entsprechende Kreuzungsquadrat und gib die Genotyp- und Phänotypverhältnisse der Nachkommen an.

Bei Erbsen dominiert das Allel für die gelbe Farbe (A) über das für die grüne Farbe (a). Kreuze zwei heterozygote Pflanzen und gib die erwarteten Genotyp- und Phänotypverhältnisse der Nachkommen an.

Die Pflanzen der F1 aus der Kreuzung zwischen reinerbig gelben und grünen Erbsen sind alle gelb und heterozygot. Wenn man die Pflanzen der F1 sich selbst befruchten lässt, berechne die Genotyp- und Phänotypverhältnisse der F2 und formuliere die zweite mendelsche Regel, die Spaltungsregel.

Bei der Tomate dominiert die rote Frucht (R) über die gelbe (r). Kreuze eine heterozygote Pflanze mit einer Pflanze mit gelben Früchten und gib die Genotyp- und Phänotypverhältnisse der Nachkommen an. Wie heißt diese Art der Kreuzung?

Beim Hund dominiert schwarzes Fell (N) über braunes Fell (n). Ein heterozygoter Rüde wird mit einer Hündin mit braunem Fell gekreuzt. Berechne die Wahrscheinlichkeit, dass ein Welpe braunes Fell hat.

Ein Paar, bei dem beide den dominanten Phänotyp für ein Merkmal zeigen, hat ein Kind mit dem rezessiven Phänotyp. Leite die Genotypen der Eltern ab und erkläre, wie es möglich ist, dass das Kind ein Merkmal zeigt, das keiner von beiden aufweist.

Bei Mäusen dominiert graues Fell (G) über weißes (g). Zwei graue Mäuse werden gekreuzt, und im Wurf von acht Jungen sind zwei weiß. Leite die Genotypen der Eltern ab und erkläre, ob das tatsächliche Verhältnis im Wurf (6 graue und 2 weiße) zum erwarteten theoretischen Verhältnis passt.

Eine Pflanze mit dominantem Phänotyp wird mit einer Pflanze mit rezessivem Phänotyp gekreuzt, und man erhält Nachkommen, von denen die Hälfte den dominanten und die Hälfte den rezessiven Phänotyp hat. Leite den Genotyp der Pflanze mit dominantem Phänotyp ab und begründe deine Antwort mit dem Kreuzungsquadrat.

Bei einer bestimmten Pflanze dominiert das Allel für violette Blüten (P) über das für weiße Blüten (p). Ein Gärtner kreuzt zwei Pflanzen, und alle Nachkommen haben violette Blüten. Gib zwei Kombinationen von Elterngenotypen an, die dieses Ergebnis möglich machen, und eine, die es unmöglich machen würde.

Bei Kaninchen dominiert das schwarze Fell ($N$) über das weiße ($n$). Ein Züchter kreuzt einen schwarzen Rammler unbekannten Genotyps mit einer weißen Häsin, um eine Testkreuzung durchzuführen. Im Wurf kommen 6 Junge zur Welt, alle mit schwarzem Fell. Der Züchter folgert: „Es ist zu 100 % bewiesen, dass der Rammler homozygot ist ($NN$), denn wäre er heterozygot, wären weiße Kaninchen geboren worden.“

1. a) Widerlege die Schlussfolgerung des Züchters, indem du die Wahrscheinlichkeit berechnest, dass ein Wurf von 6 Jungen vollständig schwarz ist, obwohl der Vater heterozygot ist ($Nn$).
2. b) Erkläre, welches Mindestergebnis im Wurf genügt hätte, um den Genotyp des Rammlers ohne jeden Zweifel zu bestimmen, und begründe, warum.

Albinismus ist ein autosomal-rezessives Merkmal ($a$) gegenüber der normalen Pigmentierung ($A$). Ein Paar, bei dem beide eine normale Pigmentierung haben, bekommt ein erstes Kind mit Albinismus. Bei einer erneuten Schwangerschaft bemerkt der werdende Vater: „Da die Wahrscheinlichkeit für Albinismus 1 zu 4 beträgt und das erste Kind bereits albinotisch geboren wurde, werden die nächsten drei mit Sicherheit eine normale Pigmentierung haben.“

1. a) Widerlege die Aussage des Vaters, indem du die tatsächliche Wahrscheinlichkeit berechnest, dass das zweite Kind albinotisch geboren wird, und die Wahrscheinlichkeit, dass die nächsten drei alle eine normale Pigmentierung haben.
2. b) Wenn schließlich eine Tochter mit normaler Pigmentierung geboren wird, berechne begründet die Wahrscheinlichkeit, dass sie Trägerin des Albinismus-Allels ist.

Mukoviszidose ist eine schwere, autosomal-rezessive Erbkrankheit ($a$). Ein Paar gesunder Personen sucht eine genetische Beratung auf, nachdem sie erfahren haben, dass beide heterozygote Träger sind ($Aa$). Sie möchten zwei Kinder bekommen.

1. a) Berechne begründet die Wahrscheinlichkeit, dass mindestens eines der beiden Kinder an der Krankheit erkrankt, und vergleiche sie mit der Wahrscheinlichkeit, dass beide gesund geboren werden.
2. b) Nach der Geburt ihres ersten, völlig gesunden Kindes sagen sie erleichtert: „Da das erste verschont geblieben ist, ist das Risiko für das zweite geringer.“ Widerlege diese Annahme, indem du erklärst, wie hoch das tatsächliche genetische Risiko für das zweite Kind ist, und berechne die Wahrscheinlichkeit, dass dieses erste gesunde Kind Träger des krankheitsverursachenden Allels ist.

Zwei gesunde Eltern haben drei Kinder: einen gesunden Sohn und eine gesunde Tochter sowie eine weitere Tochter, die an einer autosomal-rezessiven Stoffwechselerkrankung leidet. Jahre später plant der gesunde Sohn, mit einer gesunden Frau Nachwuchs zu bekommen, in deren Familie die Krankheit nie aufgetreten ist (daher wird angenommen, dass sie homozygot gesund ist).

1. a) Leite die Genotypen der Eltern und der erkrankten Tochter ab und begründe, warum die Wahrscheinlichkeit, dass der gesunde Bruder Träger ist, 2/3 und nicht 1/2 beträgt.
2. b) Berechne die abschließende Wahrscheinlichkeit, dass ein zukünftiges Kind dieses neuen Paares Träger des rezessiven Krankheitsallels ist. Begründe die Schritte deiner Wahrscheinlichkeitsüberlegung.

Bei Erbsen dominiert die gelbe Farbe ($A$) über die grüne ($a$) und die glatte Form ($L$) über die runzlige ($l$). Nach der Selbstbefruchtung dihybrider Pflanzen ($AaLl$) wählt ein Landwirt für seinen kommerziellen Anbau nur Pflanzen mit grünen, glatten Samen aus, muss aber sicherstellen, dass sie reinerbig sind ($aaLL$), damit in den folgenden Ernten keine runzligen Samen auftreten.

1. a) Entwirf eine Kreuzung, mit der dieser Landwirt herausfinden kann, ob eine grüne, glatte Pflanze für die Samenform homozygot oder heterozygot ist, und gib an, welchen Genotyp und Phänotyp die Partnerpflanze haben muss.
2. b) Sage begründet die Phänotypanteile in Prozent voraus, die man bei den Nachkommen für jeden der möglichen Genotypen erhielte, und folgere, welches der Ergebnisse bestätigen würde, dass die Pflanze reinerbig ist.

Bei Erbsen dominiert das Allel für die gelbe Farbe ($A$) über das für grün ($a$) und das Allel für die glatte Form ($L$) über das für runzlig ($l$). In einer landwirtschaftlichen Versuchsstation wird eine Pflanze mit dominantem Phänotyp (gelbe, glatte Samen) mit einer Pflanze mit doppelt rezessivem Phänotyp (grüne, runzlige Samen) gekreuzt. Bei den Nachkommen erhält man genau 248 Pflanzen mit gelben, glatten Samen und 252 Pflanzen mit grünen, glatten Samen, ohne dass eine Pflanze mit runzligen Samen auftritt.

1. a) Leite begründet den vollständigen Genotyp der Elternpflanze mit gelben, glatten Samen ab.
2. b) Wenn zwei grüne, glatte Pflanzen der Nachkommen miteinander gekreuzt werden, sage die Genotypen und die erwarteten Phänotypverhältnisse der neuen Nachkommen voraus und begründe deine Antwort mit der entsprechenden Kreuzung.

Zwei reine Linien von Erbsen werden gekreuzt: eine mit gelben, glatten Samen ($AALL$) mit einer mit grünen, runzligen Samen ($aall$). Die gesamte resultierende F1 hat gelbe, glatte Samen. Anschließend wird die F1 selbstbefruchtet, und man erhält 800 Pflanzen in der F2.

1. a) Eine Schülerin bzw. ein Schüler behauptet, dass unter den F2-Pflanzen mit gelben, glatten Samen die Hälfte genau denselben Genotyp wie die F1 hat ($AaLl$). Zeige durch eine genetische Analyse, ob die Behauptung richtig oder falsch ist, indem du den Anteil und die genaue Anzahl der dihybriden Pflanzen innerhalb dieses Phänotyps berechnest.
2. b) Wie viele der 800 F2-Pflanzen sind erwartungsgemäß für beide Merkmale gleichzeitig homozygot? Gib an, welche Phänotypen sie zeigen und in welchen Anzahlen.

Bei der Tomatenpflanze ist der hohe Spross ($A$) dominant über den Zwergspross ($a$) und die rote Frucht ($R$) ist dominant über die gelbe Frucht ($r$). Ein Team kreuzt zwei dihybride Pflanzen ($AaRr \times AaRr$) und erhält 160 Nachkommen mit folgenden Anzahlen: 92 mit hohem Spross und roter Frucht, 28 mit hohem Spross und gelber Frucht, 31 mit Zwergspross und roter Frucht sowie 9 mit Zwergspross und gelber Frucht.

1. a) Deute diese Ergebnisse, indem du sie mit den exakten theoretischen Anzahlen vergleichst, die die dritte mendelsche Regel für eine Stichprobe von 160 Individuen vorhersagt.
2. b) Eine der 92 Pflanzen mit hohem Spross und roter Frucht wird zufällig ausgewählt. Entwirf eine Kreuzung, mit der sich bestätigen lässt, ob diese Pflanze für beide Gene heterozygot ist ($AaRr$). Gib an, mit welchem Phänotyp und Genotyp du sie kreuzen solltest und welche Phänotypverhältnisse du erwarten würdest, wenn die Hypothese zutrifft.