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Gene auf den Chromosomen

Zwei Aufgaben: einen DNA-Abschnitt entschlüsseln und das Mukoviszidose-Gen auf Chromosom 7 einordnen.

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1

Ein DNA-Abschnitt

AFB I–II

In einem Labor wurde die Basenfolge eines Strangs eines kurzen DNA-Abschnitts bestimmt:

A T G G C A T T C G A A

Außerdem wurde für die gesamte DNA dieser Zellen ein Adenin-Anteil von 24 % gemessen.

  1. Gib die Basenfolge des zweiten Strangs an.
  2. Beschreibe den Bau eines Nukleotids und seine Lage in der Doppelhelix.
  3. Berechne die Anteile von Thymin, Guanin und Cytosin in der DNA dieser Zellen.
  4. Erkläre, warum man aus einem Strang den anderen eindeutig ableiten kann.

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Schreibe unter jede Base ihren Partner.
Hinweis zu Aufgabe b)
Drei Teile; wo liegt welcher Teil in der Strickleiter?
Hinweis zu Aufgabe c)
A = T; der Rest teilt sich auf G und C auf.
Hinweis zu Aufgabe d)
Denk an die feste Paarung.

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

T A C C G T A A G C T T (je Base: A↔T, G↔C).

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Ein Nukleotid besteht aus dem Zucker Desoxyribose, einem Phosphat und einer Base. Zucker und Phosphat bilden mit den Nachbarnukleotiden den Holm; die Base zeigt nach innen und bildet mit der Base des Gegenstrangs eine Sprosse.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

T = A = 24 %. G + C = 100 % − 48 % = 52 %, also G = C = 26 %.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Jede Base kann nur mit genau einem Partner paaren: A mit T, G mit C. Zu jeder Base des einen Strangs ist deshalb die gegenüberliegende Base festgelegt — die Stränge sind komplementär.

2

Ein Gen auf Chromosom 7

AFB II–III

Mukoviszidose ist eine Erbkrankheit, bei der zäher Schleim Lunge und Verdauungsorgane belastet. Ursache ist eine veränderte Variante des Gens CFTR. Dieses Gen liegt auf dem langen Arm von Chromosom 7. Jeder Mensch hat zwei Chromosomen 7 — eins von der Mutter, eins vom Vater.

  1. Nenne den Genort des Gens CFTR.
  2. Erläutere am Beispiel von CFTR den Unterschied zwischen Gen und Allel.
  3. Vergleiche die beiden Chromosomen 7 eines Menschen.
  4. Beurteile die Aussage: „Auf Chromosom 7 liegt das Mukoviszidose-Gen.“

Hinweise

Hinweis zu Aufgabe a)
Chromosom und Abschnitt.
Hinweis zu Aufgabe b)
Was ist gleich, was verschieden?
Hinweis zu Aufgabe c)
Homologe Chromosomen: Gemeinsamkeiten und Unterschiede.
Hinweis zu Aufgabe d)
Hat jeder Mensch dieses „Krankheits-Gen“?

Erwartungshorizont

Erwartungshorizont zu Aufgabe a)

Das Gen CFTR liegt auf dem langen Arm von Chromosom 7.

Erwartungshorizont zu Aufgabe b)

Das Gen CFTR ist der DNA-Abschnitt am Genort auf Chromosom 7 — ihn hat jeder Mensch. Allele sind Varianten dieses Gens, z. B. ein Allel ohne und ein Allel mit der Veränderung, die Mukoviszidose auslöst.

Erwartungshorizont zu Aufgabe c)

Gemeinsam: gleiche Größe und Form, dieselben Gene an denselben Genorten, also auch CFTR an derselben Stelle. Unterschiede: Sie stammen von verschiedenen Eltern und können an einem Genort verschiedene Allele tragen.

Erwartungshorizont zu Aufgabe d)

Die Aussage ist ungenau. Auf Chromosom 7 liegt das Gen CFTR, das jeder Mensch besitzt und das für ein wichtiges Protein codiert. Mukoviszidose entsteht nur durch bestimmte veränderte Allele dieses Gens. Richtig wäre: „Auf Chromosom 7 liegt das Gen, dessen veränderte Allele Mukoviszidose auslösen.“