Biologie: Genetik und Zellbiologie: Lernpaket

Formelsammlungen, die wichtigsten Lösungsschritte zu jedem Thema und 4 Übungsaufgaben, mit vollständigen Lösungen am Ende.

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1Formeln und Methoden

Genetik

Monohybride Kreuzung (Aa × Aa)
Genotypen 1 : 2 : 1, Phänotypen 3 : 1
Dihybride Kreuzung
Phänotypen 9 : 3 : 3 : 1
Hardy-Weinberg
p + q = 1, p² + 2pq + q² = 1
Unabhängige Gene
die Wahrscheinlichkeiten multiplizieren

2Übungsaufgaben

1.GenetikMittel
AaBb ♀AaBb ♂ABAbaBabABAbaBab????????????????

Hochwüchsig (A) ist dominant über kleinwüchsig (a), und runde Samen (B) über runzlige (b). Die Gene liegen auf verschiedenen Chromosomen. Wie groß ist bei der Kreuzung AaBb × AaBb die Wahrscheinlichkeit P, dass ein Nachkomme kleinwüchsig, runzlige Samen ist?

AaBb × AaBb
P =
2.GenetikSchwer
AAAa?Aa?aap (A)q (a)p (A)q (a)q² = 0,01f = ?

Eine rezessive Erkrankung betrifft 1% einer Population im Hardy-Weinberg-Gleichgewicht. Welcher Anteil f der Population sind Träger (heterozygot)?

q² = 0,01
f =
3.ZellbiologieMittel

Was treibt die ATP-Synthase in Mitochondrien unmittelbar zur ATP-Bildung an?

  1. ASauerstoff, der in die Matrix diffundiert
  2. BProtonen, die entlang ihres Gefälles in die Matrix zurückfließen
  3. CElektronen aus NADH, die direkt durch die ATP-Synthase fließen
  4. DGlucose, die an die ATP-Synthase bindet
4.ZellbiologieSchwer

Knudsons "Two-Hit"-Hypothese, die auf dem Retinoblastom beruht, erklärt, dass Tumorsuppressorgene:

  1. AKrebs verursachen, wenn ein Allel überaktiv ist
  2. BImmer sowohl von der Mutter als auch vom Vater in mutierter Form vererbt werden
  3. CNur bei Kindern vorkommen
  4. DMeist an beiden Allelen inaktiviert sein müssen, bevor ein Tumor entsteht

3Lösungen

1.Genetik

Antwort: P = 0,0625

Mendelsche Genetik: Jeder Elternteil gibt von jedem Gen ein zufällig gewähltes Allel weiter. Ein Punnett-Quadrat listet alle Kombinationen der Keimzellen auf, jede gleich wahrscheinlich. Ein dominantes Allel (Großbuchstabe) zeigt sich, sobald es vorhanden ist, ein rezessives nur im homozygoten Zustand. Gene auf verschiedenen Chromosomen werden unabhängig vererbt, ihre Wahrscheinlichkeiten werden also multipliziert.

Jedes Gen für sich

P(kleinwüchsig) = 0,25
P(runzlige Samen) = 0,25

Multiplizieren

P = 0,25·0,25 = 0,0625

Antwort

P = 0,0625
2.Genetik

Antwort: f = 0,18

Hardy-Weinberg: In einer großen, zufällig paarenden Population ohne Selektion ergeben die Allelfrequenzen p (dominant) und q (rezessiv), p + q = 1, die Genotypfrequenzen p², 2pq und q².

Allelfrequenzen

q = √0,01 = 0,1
p = 1 − 0,1 = 0,9

Träger

2pq = 2·0,9·0,1 = 0,18

Antwort

f = 0,18
3.Zellbiologie

Antwort: B · Protonen, die entlang ihres Gefälles in die Matrix zurückfließen

Warum das die Antwort ist

Die Elektronentransportkette pumpt Protonen in den Intermembranraum. Ihr Rückfluss durch die ATP-Synthase dreht diese und treibt die ATP-Synthese an.

Antwort

B · Protonen, die entlang ihres Gefälles in die Matrix zurückfließen
4.Zellbiologie

Antwort: D · Meist an beiden Allelen inaktiviert sein müssen, bevor ein Tumor entsteht

Warum das die Antwort ist

Der Verlust einer Kopie von RB1 reicht nicht aus; auch das zweite Allel muss verloren gehen. Kinder, die eine mutierte Kopie erben, brauchen nur einen weiteren Treffer und bekommen daher oft früh beidseitige Tumoren.

Antwort

D · Meist an beiden Allelen inaktiviert sein müssen, bevor ein Tumor entsteht

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