Klausur zum Thema Genetik in einer 11. Klasse am Gymnasium

Aufgabenstellung

1) Wildkartoffeln zeichnen sich durch eine hohe Virusfestigkeit aus; ihr Ertrag ist jedoch ge- ring. Kulturkartoffeln liefern einen hohen Ertrag, sie sind jedoch in großem Maße anfällig gegenüber Viruskrankheiten.

Überlegen Sie eine Möglichkeit, wie die Virusfestigkeit der Wildkartoffeln der Wildkartoffeln mit dem hohen Ertrag der Kulturkartoffel verknüpft werden kann. Diese beiden Merkmale werden dominant vererbt.

2 a) Sie haben ein Meiose Schema kennengelernt für den diploiden Chromosomensatz 2n = 6. Gibt es auch ein solches für 2n = 7? Begründen Sie bitte Ihre Entscheidung.
2 b) Skizzieren Sie bitte das Metaphase – I – Stadium der Meiose für den diploiden Chromo- somensatz 2n = 4. Beschriften sie es.
2 c) Erläutern Sie den biologischen Sinn der Meiose.
2 d) Wie lautet die 3. MENDELSCHE Regel? Besteht ein Zusammenhang zwischen dieser Regel und dem Meiose - Stadium von 2b)?

Tip zur Vorgehensweise:

a) Entwickeln Sie ein Kreuzungsschema mit P- und F1 – Generation. Beschreiben Sie es unter Verwendung aller wichtigsten Fachvokabeln. Notieren Sie hierfür auch eine entsprechende MENDELSCHE Regel.
b) Entwickeln Sie das Kombinationsquadrat für die F2 – Generation. Erläutern Sie die phäno- typische Aufspaltung.
c) Welche Pflanzen sind für Ihre Züchtung von Interesse? Wie können Sie die Pflanzen, die ihren Züchtungserfolg darstellen, identifizieren?

Bearbeitungszeit 90 Minuten

Aufgabe 1a

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

In der P-Generation sind zwei homozygote Kartoffelrassen vorhanden, die sich in zwei Merkmale unterscheiden. Die eine Rasse hat eine hohe Virusfestigkeit und einen geringen Ertrag und die andere Rasse hat einen hohen Ertrag und eine große Virusanfälligkeit. Beide Rassen werden miteinander gekreuzt, dadurch entstehen in der F1-Generation Kartoffeln mit einer hohen Virusfestigkeit und einem hohen Ertrag, wobei die Merkmale Virusanfälligkeit und geringer Ertrag unterdrückt werden. Man kann also davon ausgehen, das diese Merkmale rezessiv sind und die anderen dominant. Die entsprechende MENDELSCHE Regel hierfür ist die erste. Sie lautet:

Kreuzt man zwei Individuen reiner Rassen miteinander, so sehen die Bastarde der Folgegeneration alle gleich aus. (Uniformitätsregel)

Kombinationsquadrat für die F2-Generation

Abbildung in dieser Leseprobe nicht enthalten

Aufgabe 1b

Die phänotypische Aufspaltung in der F2-Generation ist 9:3:3:1. Die Aufspaltung der Merk- male in vier Phänotypen kann man mit der Trennung der Gene bei der Meiose der Eltern und der anschließenden, völlig zufällig verlaufenden Neukombination der Keimzellen erklären. Unter der Voraussetzungen, daß die Gene für Virusfestigkeit (V und v) und für den hohen Ertrag (E und e) auf zwei verschiedenen Chromosomenpaaren sitzen, erfolgt ihre meiotische Aufteilung in der Weise, daß vier Gametypen mit den Anlagen VE, Ve, vE, und ve entstehen. Kombiniert man diese vier Gametypen miteinander zufallsmäßig (Kombinationsquadrat), dann ergeben sich beim zusammentreffen 16 Möglichkeiten mit 9 Gen- und 4 verschiedenen Phänotypen.

Aufgabe 1c

Die Pflanzen mit der hohen Virusfestigkeit und dem hohen Ertrag sind für die Züchtung von Interesse. Für die Weiterzucht von den Kartoffeln, muß man herausfinden, welche Individuen reinerbig dominant sind. Dazu muß man die Nachkommen mit dem rezessiven Ausgang rück- kreuzen.